只要as-if 规则成立，C 和 C++ 编译器就可以重新排序操作。编译器执行这种重新排序的例子是什么？这样做有什么潜在的性能增益？
欢迎提供涉及任何平台上的任何 (C/C++) 编译器的示例。
【问题讨论】：
标签： c++ c compiler-optimization
假设您正在执行以下操作：
int i=0,j=0;
i++;
i++;
i++;
j++;
j++;
j++;
暂时忽略编译器可能会将三个增量优化为一个+=3，如果您将操作重新排序为，您最终将获得更高的处理器管道吞吐量
i++;
j++;
i++;
j++;
i++;
j++;
因为j++ 不必等待i++ 的结果，而在前一种情况下，大多数指令对前一条指令具有数据依赖性。在更复杂的计算中，没有简单的方法来减少要执行的指令数量，编译器仍然可以查看数据依赖关系并重新排序指令，以便依赖于先前指令结果的指令尽可能远尽可能从它。
这种优化的另一个例子是当您处理pure functions 时。再看一个简单的例子，假设你有一个纯函数f(int x)，你在一个循环中求和。
int tot = 0;
int x;//something known only at runtime
for(int i = 0; i < 100; i++)
tot += f(x);
由于f 是一个纯函数，编译器可以随意重新排序对它的调用。特别是，它可以将这个循环转换为
int tot = 0;
int x;//something known only at runtime
int fval = f(x);
for(int i = 0; i < 100; i++)
tot += fval;
【讨论】：
我确信有很多示例表明重新排序操作会产生更快的性能。一个明显的例子是尽早重新排序加载，因为这些通常比其他 CPU 操作慢得多。通过在获取内存的同时执行其他不相关的工作，CPU 可以节省总体时间。
也就是说，给定这样的事情：
expensive_calculation();
x = load();
do_something(x);
我们可以这样重新排序：
x = load();
expensive_calculation();
do_something(x);
因此，在我们等待加载完成时，我们基本上可以免费执行expensive_calculation()。
【讨论】：
假设你有一个像这样的循环：
for (i=0; i<n; i++) dest[i] = src[i];
想想memcpy。您可能希望编译器能够对其进行矢量化处理，即一次加载 8 或 16 个字节，然后一次存储 8 或 16 个字节。进行这种转换是一种重新排序，因为它会导致在存储dest[0] 之前读取src[1]。此外，除非编译器知道src 和dest 不重叠，否则这是一个无效转换，即不允许编译器进行转换。使用 restrict 关键字（C99 和更高版本）可以告诉编译器它们不重叠，以便可以进行这种（非常有价值的）优化。
同样的事情总是出现在对数组的操作中，而不仅仅是复制——比如向量/矩阵操作、声音/图像样本数据的转换等。
【讨论】：