c++ - 为什么 C++ 编译器不将此条件 bool 赋值优化为无条件赋值？

Question

考虑以下函数:

void func(bool& flag)
{
    if(!flag) flag=true;
}

在我看来，如果 flag 具有有效的 bool 值，这相当于无条件将其设置为 true，如下所示:

void func(bool& flag)
{
    flag=true;
}

然而 gcc 和 clang 都没有以这种方式对其进行优化——两者都在 -O3 优化级别生成以下内容:

_Z4funcRb:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    cmp BYTE PTR [rdi], 0
    jne .L1
    mov BYTE PTR [rdi], 1
.L1:
    rep ret

我的问题是:是否只是代码太特殊而无法优化，或者考虑到 flag 不是引用，是否有充分的理由不希望进行这种优化 volatile ？似乎唯一的原因可能是 flag 可能以某种方式具有非 true-or-false 值而此时没有未定义的行为阅读它，但我不确定这是否可能。

Answer 1

这可能会对程序的性能产生负面影响，因为 cache coherence考虑因素。每次调用 func() 时写入 flag 会弄脏包含缓存行。无论写入的值是否与写入前在目标地址找到的位完全匹配，都会发生这种情况。

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编辑

hvd提供了另一个good reason这阻止了这种优化。这是一个反对建议优化的更有说服力的论据，因为它可能导致未定义的行为，而我的(原始)答案仅涉及性能方面。

经过更多思考，我可以再举一个例子，为什么编译器应该被强烈禁止——除非他们可以证明转换对于特定上下文是安全的——从引入无条件写入。考虑这段代码:

const bool foo = true;

int main()
{
    func(const_cast<bool&>(foo));
}

在 func() 中进行无条件写入，这肯定会触发未定义的行为(写入只读内存将终止程序，即使写入的效果是无操作) .