为什么编译器优化在生成的程序集中不显示循环？

Question

为了更好地理解编译器，特别是汇编语言，我一直在实验一段简单的代码，其中计算第一个N数字的总和，这应该导致N（N1）/2或N（N-1）/2.

如代码所示，有两个功能：

#include <cstdint>


// Once compiled with optimization, the generated assembly has a loop

uint64_t sum1( uint64_t n ) {  
    uint64_t sum = 0;
    for ( uint64_t j=0; j<=n; ++j ) {
        sum += j;
    }
    return sum;
}

// Once compiled with optimization, the generated assembly of the following has no loop

uint64_t sum2( uint64_t n ) {  
    uint64_t sum = 0;
    for ( uint64_t j=0; j<n; ++j ) {
        sum += j;
    }
    return sum;
}

在第一个函数中，I从O循环到N，即j

我的理解/观察：

>

对于第一个函数sum1，生成的程序集有一个循环，而对于第二个函数sum2，程序集没有显示循环。然而，一旦我删除了编译器优化，即-O3，那么您最终可以在程序集中看到第二个函数的循环。

要查看通过编译器优化生成的程序集，请查看此优化。

若要查看生成的程序集而不进行编译器优化，请查看此非优化。

编译器是x86-64 clang

问题：为什么编译器优化没有显示程序集中的另一个循环？




Answer 1

这是因为你的编译器非常非常聪明，它知道从0到n的所有值的总和可以用一个微不足道的数学公式来计算，而不是循环。

但是，您的C编译器也发现这个数学公式不能在中使用。