编译器公共子表达式消除的效果如何？答案

【问题标题】：How effective is compiler common subexpression elimination?编译器公共子表达式消除的效果如何？
【发布时间】：2017-02-06 12:03:30
【问题描述】：

我需要计算一些包含公共子表达式的相当长的表达式。例如，考虑以下两个表达式：

double dfdx1 = 2 * (-x2 + x1 - sin(b2)*n34 + cos(b2)*sin(c2)*n24 - cos(b2)*cos(c2)*n14 + sin(b1)*m34 - cos(b1)*sin(c1)*m24 + cos(b1)*cos(c1)*m14);

double dfdx2 = -2 * (-x2 + x1 - sin(b2)*n34 + cos(b2)*sin(c2)*n24 - cos(b2)*cos(c2)*n14 + sin(b1)*m34 - cos(b1)*sin(c1)*m24 + cos(b1)*cos(c1)*m14);

除了消除所有三角函数之外，一个明显的消除是dfdx2 = -dfdx1。问题是编译器是否会认识到这一点。我发现使用 MATLAB 的 MuPad generate::optimize() 函数没有，这让我很惊讶。

更一般地说，编译器会在下面的示例中识别出f2 = -f1：

double f1 = a*a + b*b - c*a - c*b;
double f2 = c*a + c*b - a*a - b*b;

或者它会直接删除 a*a、b*b、c*a 和 c*b 等术语吗？

我正在使用 MSVC 编译器，但我猜它们都做几乎相同的事情。

【问题讨论】：

标签： compiler-optimization

【解决方案1】：

如果您启用“快速数学”（gcc 的-ffast-math），通常编译器应该识别这一点并执行所要求的转换。原因是浮点运算并不完全准确，表达式的计算顺序可能很重要。

示例（对于双精度，所有常量实际上都被认为是其他操作的结果）：

"1e100"+"1.0"-"1e100" results in 0.0 

"1e100"-"1e100"+"1.0" results in 1.0

因此，如果您明确允许此类转换，编译器只会重新排序表达式。

【讨论】：