GCC 会优化掉内联访问器吗？

Question

假设我有这门课

class Point 
{
  inline float x() const { return v[0]; }
  inline float y() const { return v[1]; }
  inline float z() const { return v[2]; }

  float v[3];
};

我愿意：

Point myPoint;
myPoint[0] = 5;

// unrelated code goes here

float myVal = myPoint.x() + 5;

-O2 或 -O3 上的 GCC 是否会优化对 x() 的任何调用而只获得 v[0]？即：

float myVal = myPoint.v[0] + 5;

或者这是不可能的原因？

更新：应该提一下，我确实意识到 inline 更多的是对编译器的建议，但无论如何我都想知道。

另外一个问题是，模板化这个类会对可以进行的优化产生任何影响吗？

Answer 1

GCC 会优化掉内联访问器吗？

所有优化编译器都会这样做。与其他优化相比，这是一个微不足道的优化。

或者这是不可能的原因？

没有理由让它不可能，但也没有保证。

另外一个问题是，模板化这个类会对可以进行的优化产生任何影响吗？

没有。但是，当然，编译器可能对模板有不同的内联阈值。

Answer 2

它可能是内联的，也可能不是内联的。那里没有保证。但是，如果您希望它始终被内联，请使用 [[gnu::always_inline]] 属性。请参阅文档here。仅当您知道自己在做什么时才使用此属性。在大多数情况下，最好让编译器决定哪些优化是合适的。

Answer 3

您可以在此处观察差异：https://godbolt.org/

假设您有此代码（您的无法编译：缺少; 和Point 没有[]）：

struct Point 
{
  inline float x() const { return v[0]; }
  inline float y() const { return v[1]; }
  inline float z() const { return v[2]; }

  float v[3];
};

int main() {
    Point myPoint;
    myPoint.v[0] = 5;

    float myVal = myPoint.x() + 5;
    return myVal;
}

然后gcc 9.2 emits:

Point::x() const:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rdi
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        movss   xmm0, DWORD PTR [rax]
        pop     rbp
        ret
main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        movss   xmm0, DWORD PTR .LC0[rip]
        movss   DWORD PTR [rbp-16], xmm0
        lea     rax, [rbp-16]
        mov     rdi, rax
        call    Point::x() const
        movss   xmm1, DWORD PTR .LC0[rip]
        addss   xmm0, xmm1
        movss   DWORD PTR [rbp-4], xmm0
        movss   xmm0, DWORD PTR [rbp-4]
        cvttss2si       eax, xmm0
        leave
        ret
.LC0:
        .long   1084227584

我对汇编程序的阅读不是那么精通，但我认为将上面的内容与the output with -O3 进行比较就足够有说服力了：

main:
        mov     eax, 10
        ret

生成的代码可能会因上下文而有很大差异，我只是想知道是否有任何根本原因它永远不会或总是会发生。

上面的例子已经反驳了“从不”。然而，“总是”很难得到。您得到的保证是，生成的代码的行为就像编译器在没有应用优化的情况下翻译了您的代码一样。除了少数例外，通常不能保证优化。确实，我只会依靠在现实场景中查看编译器的输出。