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使用constexpr进行极致代码优化
realxie
首先来看一段代码：
int fib(int n)
{
if (n == 1 || n == 2)
return 1;
else
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
int main()
{
int fib20 = fib(20);
return fib20;
}
这是一段很简单的代码，使用函数fib递归求一个数(20)的斐波那契值，并以结果在main函数中进行返回。
关于如何优化这个函数，相信网上有相当多的讨论，比如消除递归等等吧，但是就这段代码而言，我们对其进行编译，使用编译自带的最强优化:O3，那么我们可以得到的优化后的汇编代码：
$ clang -S -std=c++14 -O3 *.cpp
不错，编译后的汇编代码26行，相对已经很精简了，如果关闭优化(-O0)得到大约42的汇编代码，如果使用gcc编译的话，即使开启O3优化，也还是有250行的汇编代码，由此可见clang对C++进行非常好的编译优化能力。
然而针对上面的代码，我们还有其它的优化手段吗？当然，肯定是有的！下面我们对之前的代码稍微改变一下，如下所示：
#ifdef USE_CONSTEXPR
#define CONSTEXPR constexpr
#else
#define CONSTEXPR
#endif
CONSTEXPR int fib(int n)
{
if (n == 1 || n == 2)
return 1;
else
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
int main()
{
CONSTEXPR int fib20 = fib(20);
return fib20;
}
然后在编译选项中加入 "-DUSE_CONSTEXPR"，意思是定义宏USE_CONSTEXPR，下面是所用的编译命令：
clang -S -std=c++14 -O3 -DUSE_CONSTEXPR *.cpp
编译过的汇编代码如下：
现在的汇编代码仅仅只有3行，是不是很不可思议！
这里的关键是constexpr。该关键字在C++11中引入，在C++14中进行了改进，并使其可以支持多行函数，它表示常量表达式。与const一样，它也可以应用于变量，以便在任何代码试图修改该值时引发编译器错误。与const不同，constexpr还可以应用于函数和类构造函数。constexpr表示该值(或返回值)是常量，如果可能，会在“编译时”计算。
发布于 2020-01-15 12:47
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