Tại sao tối ưu hóa GCC không hoạt động với valaray?

Question

Đây là một c chương trình đơn giản ++ sử dụng valarrays:

#include <iostream> 
#include <valarray> 

int main() { 
    using ratios_t = std::valarray<float>; 

    ratios_t a{0.5, 1, 2}; 
    const auto& res (ratios_t::value_type(256)/a); 
    for(const auto& r : ratios_t{res}) 
     std::cout << r << " " << std::endl; 
    return 0; 
} 

Nếu tôi biên dịch và chạy nó như thế này:

g++ -O0 main.cpp && ./a.out 

Kết quả được như mong đợi:

512 256 128 

Tuy nhiên, nếu Tôi biên dịch và chạy nó như sau:

g++ -O3 main.cpp && ./a.out 

Đầu ra là:

0 0 0 

Cùng xảy ra nếu tôi sử dụng tham số tối ưu hóa -O1.

phiên bản GCC là (mới nhất trong Archlinux):

$ g++ --version 
g++ (GCC) 6.1.1 20160707 

Tuy nhiên, nếu tôi cố gắng với kêu vang, cả hai

clang++ -std=gnu++14 -O0 main.cpp && ./a.out 

và

clang++ -std=gnu++14 -O3 main.cpp && ./a.out 

tạo ra kết quả chính xác như nhau:

512 256 128 

phiên bản Clang là:

$ clang++ --version 
clang version 3.8.0 (tags/RELEASE_380/final) 

Tôi cũng đã thử với GCC 4.9.2 trên Debian, nơi thực thi ra kết quả đúng.

Đây có phải là lỗi có thể xảy ra trong GCC hay tôi đang làm điều gì sai? Bất cứ ai có thể sao chép này?

EDIT: Tôi đã quản lý để tạo lại sự cố cũng trên phiên bản Homebrew của GCC 6 trên Mac OS.

Answer 1

valarray và auto không trộn đều.

Điều này tạo ra một đối tượng tạm thời, sau đó áp dụng operator/ với nó:

const auto& res (ratios_t::value_type(256)/a); 

Các libstdC++ valarray sử dụng các mẫu biểu để operator/ trả về một đối tượng nhẹ mà đề cập đến những lập luận ban đầu và đánh giá chúng một cách lười biếng. Bạn sử dụng const auto& làm cho mẫu biểu thức bị ràng buộc với tham chiếu, nhưng không kéo dài tuổi thọ của mẫu biểu thức đề cập, vì vậy khi đánh giá xảy ra tạm thời đã hết phạm vi và bộ nhớ của nó đã bị tái sử dụng.

Nó sẽ làm việc tốt nếu bạn làm:

ratios_t res = ratios_t::value_type(256)/a; 

Answer 2

Đó là kết quả của việc thực hiện bất cẩn của operator/ (const T& val, const std::valarray<T>& rhs) (và có lẽ hầu hết các nhà khai thác khác trên valarrays) sử dụng đánh giá lười biếng:

#include <iostream> 
#include <valarray> 

int main() { 
    using ratios_t = std::valarray<float>; 

    ratios_t a{0.5, 1, 2}; 
    float x = 256; 
    const auto& res (x/a); 
    // x = 512; // <-- uncommenting this line affects the output 
    for(const auto& r : ratios_t{res}) 
     std::cout << r << " "; 
    return 0; 
} 

Với "x = 512" dòng nhận xét ra, đầu ra là

512 256 128 

Bỏ ghi chú rằng dòng và đầu ra thay đổi thành

1024 512 256 

Vì trong ví dụ của bạn, đối số bên trái của toán tử phân chia là tạm thời, kết quả là không xác định.

CẬP NHẬT

Như Jonathan Wakely đúng pointed out, việc thực hiện lười biếng đánh giá dựa trở thành một vấn đề trong ví dụ này là do việc sử dụng auto.