为什么模板函数中的 strcmp() 返回不同的值？

Question

我正在再次阅读“C++ Primer，第 5 版”。在第16章关于模板，有一个“模板非类型参数”的例子：

template<unsigned N, unsigned M>
int compare(const char (&p1)[N], const char (&p2)[M])
{
    return strcmp(p1, p2);
}

int main()
{

    cout << compare("hi", "mom") << endl;
    cout << strcmp("hi", "mom") << endl;


    std::cout << "\ndone!\n";
}

• 众所周知，strcmp() 比较两个字符串并返回0 相等，如果str1 大于str2 则返回正值，如果str1 小于str2 则返回负值，这就是我在main() 调用strcmp() 时得到的。

• 问题出在在模板函数中调用strcmp() 的书中示例中，所以当我运行程序时，我得到：

输出：

-5
-1

代码有什么问题？为什么两者对相同的参数给出不同的值？

Answer 1

这是在 strcmp 传递文字参数时应用的编译器优化，即使在 -O0 上也是如此。请参阅此编译器资源管理器链接：https://godbolt.org/z/T4EKxr

#include <cstring>

template<unsigned N, unsigned M>
int compare(const char (&p1)[N], const char (&p2)[M])
{
    return strcmp(p1, p2);
}

int a() {
    return compare("hi", "mom");
}

int b() {
    return strcmp("hi", "mom");
}

生成的程序集：

.LC0:
        .string "mom"
.LC1:
        .string "hi"
a():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     esi, OFFSET FLAT:.LC0
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC1
        call    int compare<3u, 4u>(char const (&) [3u], char const (&) [4u])
        pop     rbp
        ret
b():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, -1
        pop     rbp
        ret
int compare<3u, 4u>(char const (&) [3u], char const (&) [4u]):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rdi
        mov     QWORD PTR [rbp-16], rsi
        mov     rdx, QWORD PTR [rbp-16]
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     rsi, rdx
        mov     rdi, rax
        call    strcmp
        leave
        ret

正如我们所见，对于上面的b()，gcc 正在优化对strcmp 的调用，使其仅是-1，而实际上它为a() 调用strcmp。这是有效的行为，strcmp 返回：

如果 lhs 按字典顺序出现在 rhs 之前，则为负值。

如果 lhs 和 rhs 比较相等，则为零。

如果 lhs 按字典顺序出现在 rhs 之后，则为正值。

-1 是否定的。

如果我们开启优化，gcc 将同样优化a()。