コンパイラの最適化をどれだけ信頼できるか？

Question

2つの円の交点を計算するために次のコードを書いた。コードは単純で十分に速いです。それ以上の最適化は必要ありませんが、このコードをより積極的に最適化することができます。たとえば、h/dと1.0/dは2回計算されます（コンパイラの最適化を忘れてみましょう）。

const std::array<point,2> intersect(const circle& a, 
             const circle& b) { 
    std::array<point,2> intersect_points; 
    const float d2 = squared_distance(a.center, b.center); 
    const float d = std::sqrt(d2); 
    const float r12 = std::pow(a.radious, 2); 
    const float r22 = std::pow(b.radious, 2); 
    const float l = (r12 - r22 + d2)/(2*d); 
    const float h = std::sqrt(r12 - std::pow(l,2)); 
    const float termx1 = (1.0/d) * (b.center.x - a.center.x) + a.center.x; 
    const float termx2 = (h/d)*(b.center.y - a.center.y); 
    const float termy1 = (1.0/d) * (b.center.y - a.center.y) + a.center.y; 
    const float termy2 = (h/d)*(b.center.x - a.center.x); 
    intersect_points[0].x = termx1 + termx2; 
    intersect_points[0].y = termy1 - termy2; 
    intersect_points[1].x = termx1 - termx2; 
    intersect_points[1].y = termy1 + termy2; 
    return intersect_points; 
} 

私の質問は、コードを理解して最終的なバイナリを最適化するために、C++コンパイラ（g ++）をどの程度信頼できるかです。 g ++は1.0/dを2回行うことを避けることができますか？より正確には、どこに行があるかを知りたい。コンパイラーに細かいチューニングを任せて、いつ最適化を行うのですか？

Answer 1

人気の高いコンパイラは、今日はかなり最適化されています。 オプティマイザは1.0/dのような一般的な式を検出する可能性が高いため、この点については気にしないでください。 std:pow(x, 2)を、オプティマイザがx * xに置き換えた可能性は非常に低くなります。 これは、使用している関数、使用しているコンパイラのバージョン、および最適化コマンドラインスイッチによって異なります。この場合は、x * xと書く方がよいでしょう。 オプティマイザがどれくらい遠くまで行くことができ、人間として引き継がなければならないかは、オプティマイザがどのように「スマート」であるかによって決まります。しかし、経験則として、コンパイラはコード行から差し引くことができるものを最適化することができます。 例： コンパイラは、この用語が常に偽であることを知ります。1 == 2 しかし、これは常に偽であることもわかりません：1 == nextPrimeAfter(1)、したがって、関数nextPrimeAfter()の機能に関する知識が必要です。