为什么编译器优化不会为从1开始的整数求和生成循环..n？

Question

为了更好地理解编译器，特别是汇编语言，我一直在尝试一段简单的代码，其中计算前N个数字的总和，这应该产生N（N 1）/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，我从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sum2assembly则没有循环。然而，一旦我删除了编译器优化，即-O3，那么您最终可以看到程序集中第二个函数的循环。

要查看使用编译器优化生成的程序集，请参阅此优化。

要查看未经过编译器优化的生成的程序集，请参见这个未优化的。

编译器是x86-64 clang

问题:为什么编译器优化不显示汇编中的另一个循环？




Answer 1

这是因为编译器非常非常聪明，它知道可以用一个简单的数学公式而不是循环来计算从0到n的所有值的总和。

但是，你的C编译器也弄清楚了这个数学公式不能用在中