诸如 GCC 之类的 C/C++ 编译器通常会以 2 的恒定幂优化模吗？答案

【问题标题】：Do C/C++ compilers such as GCC generally optimize modulo by a constant power of 2?诸如 GCC 之类的 C/C++ 编译器通常会以 2 的恒定幂优化模吗？
【发布时间】：2014-04-22 04:32:55
【问题描述】：

假设我有类似的东西：

#define SIZE 32

/* ... */

unsigned x;

/* ... */

x %= SIZE;

大多数 C/C++ 编译器（如 GCC）通常会将 x % 32 缩减为 x & 31 吗？

【问题讨论】：

@JonathonReinhart 哎呀，我的意思是x % 32 和x & 31。

标签： gcc constants compiler-optimization modulo compile-time-constant

【解决方案1】：

是的，任何受人尊敬的编译器都应该执行此优化。具体来说，% X 操作，其中X 是 2 的恒定幂，将等效于 & (X-1) 操作。

GCC 甚至会在关闭优化的情况下执行此操作：

示例（gcc -c -O0 Cygwin 上的版本 3.4.4）：

unsigned int test(unsigned int a) {
   return a % 32;
}

结果（objdump -d）：

00000000 <_test>:
   0:   55                      push   %ebp
   1:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
   3:   8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
   6:   5d                      pop    %ebp
   7:   83 e0 1f                and    $0x1f,%eax          ;; Here
   a:   c3                      ret

【讨论】：

如果不启用优化，它会像将(5 + 5) 减少到10 一样吗？
@Matt 已更新。是的，GCC 可以。此外，向您展示这些命令应该使您能够自己尝试任何类似的想法。
自己尝试只会告诉我我的特定实现。
这里的常见误解...-O0 不会禁用 GCC 中的优化。 The GCC documentation 表示-O0 将减少编译时间并使调试产生预期的结果。例如，在 GCC Debian 6.3.0 上，gcc -O0 -Q --help=optimizers | grep enabled | wc -l 建议保持启用 53 项优化。