编译器可以简化涉及函数的逻辑表达式吗？

Question

一些计算布尔值的函数：

bool a()
{
   return trueorfalse;
}

bool b()
{
   //...
}

bool c()
{
   //...
}

这​​个条件

//somewhere else
if((a()&&b()&&c()) || (a()&&b()&&!c()) )
{
    doSomething();
}

也可以写为

if(a()&&b())
{
   doSomething();
}

编译器通常会优化这个吗？

纯布尔值又如何：

if((a&&b&&c) || (a&&b&&!c))
{ 
   doSomething();
}

Answer 1

由于函数可能有副作用，因此不能以任何方式“优化”条件，因为所有函数都必须以明确定义的方式（有条件地）调用。

如果您确实想要优化，可以先将结果分配给变量：

const bool ba = a(), bb = b(), bc = c();

if (ba && bb && bc || ba && bb && !bc) { /* ... */ } // probably optimized to "ba && bb"

不过，C++11 中引入的 constexpr 函数如果生成常量表达式，则可能会允许优化，但我没有把握。

您甚至可以将其压缩：在以下代码中，必须调用 f() 两次：

if (f() && false || f() && true)
{
  // ...
}

Answer 2

不，他们不会。原因是优化对用户来说是可见的，因为它会改变可观察到的副作用。例如，在您的优化版本中，即使用户明确尝试这样做，c()也永远不会执行。这可能而且将会导致错误。

Answer 3

既然你的前提有缺陷，不，他们不会。

<代码>(a()&&b()&&c()) || (a()&&b()&&!c()) 绝对不能重写为 (a()&&b())

C（和 C++）不是函数式编程语言（如 Haskell）。

Answer 4

但问题是，一般来说，它不能以这种方式重构！

如果任何函数具有更改 c() 结果的副作用，则第二次调用可能会返回与第一次不同的结果。

不仅如此，由于执行短路，事情可能会变得更加混乱。

Answer 5

在 C 语言中，函数的返回值常常表明该函数是否成功执行。例如调用图形例程、转换文件。想想您使用指针来更改函数外部内容的频率。或者调用另一个输出某些内容的函数。正如有人所说，这不是函数式编程。

如果编译器能够确定 foo() 发生变化并且不执行任何操作，那么它可能会通过各种方式简化它，但我不会指望它。

这是一个非常简单的示例

bool foo()
{
    std::cout << "this needs to be printed each time foo() is called, even though its called in a logical expression\n";
    return true;
}

int main()
{
    if ((foo() && !(foo()) || foo() && !(foo())))
        return 0;

    return 1;
}

编辑变量的任何布尔代数都应该被简化。