编译器去虚拟化，是不是太智能了？

Question

我写了这个简短的程序来看看去虚拟化是如何工作的。编译器应该能够推断出正确的类型：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Base 
{
public:
    void foo() { cout << "Base::foo" << endl; }
    virtual void bar() { cout << "Base::bar" << endl; }
    virtual ~Base() = default;
};

class Child : public Base 
{
public:
    void foo() { cout << "Child::foo" << endl; }
    void bar() { cout << "Child::bar" << endl; }
};

int main()
{
    Base* obj = new Child;
    obj->foo();
    obj->bar();
    delete obj;
}

通过

https://gcc.godbolt.org/

. 使用 gcc 5.3 和 clang 3.7 与 -O2 -std=c++11

编译。

结果是，两个编译器都无法优化所有内容 - gcc 内联

foo()

并对

bar()

进行虚拟调用，而 clang 调用

foo()

并对

bar()

进行去虚拟化和内联调用。

同时，如果我先调用

obj->bar();

，然后调用

obj->foo();

，编译器在优化方面没有问题 - clang 内联这两个调用，gcc 正常调用

bar()

，而不是虚拟调用并内联

foo()

。

任何人都可以解释这种行为吗？

Answer 1

这可能是因为编译器认为内联没有帮助，因为与函数调用的开销相比，

cout

太昂贵了。如果你用更简单的东西替换它，例如对成员的分配，它将被内联。请参阅下面的输出

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Base 
{
public:
    void foo() { i = 1; }
    virtual void bar() { i = 2; }
    virtual ~Base() = default;

    int i = 0;
};

class Child : public Base 
{
public:
    void foo() { i = 3; }
    void bar() { i = 4; }
};

int main()
{
    Base* obj = new Child;
    obj->foo();
    obj->bar();
    std::cout << obj->i << std::endl;
    //delete obj;
}

组装：

Base::bar():
        movl    $2, 8(%rdi)
        ret
Child::bar():
        movl    $4, 8(%rdi)
        ret
Base::~Base():
        ret
Child::~Child():
        ret
Child::~Child():
        jmp     operator delete(void*)
Base::~Base():
        jmp     operator delete(void*)
main:
        subq    $8, %rsp
        movl    $16, %edi
        call    operator new(unsigned long)
        movl    $4, %esi
        movl    std::cout, %edi
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
        movq    %rax, %rdi
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&)
        xorl    %eax, %eax
        addq    $8, %rsp
        ret
        subq    $8, %rsp
        movl    std::__ioinit, %edi
        call    std::ios_base::Init::Init()
        movl    $__dso_handle, %edx
        movl    std::__ioinit, %esi
        movl    std::ios_base::Init::~Init(), %edi
        addq    $8, %rsp
        jmp     __cxa_atexit