GCCの最適化がvalarrayで機能しないのはなぜですか？

Question

これはvalarraysを使用して簡単なC++プログラムです：

#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; 
} 

私はコンパイルして、このようにそれを実行した場合：

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

期待通りに出力されている：

512 256 128 

しかし、場合私はこのようにコンパイルして実行します：

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

出力は次のようになります。私は-O1最適化パラメータを使用している場合

0 0 0 

同じことが起こります。

GCCのバージョンは、（最新のArchlinuxに）ある：

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

しかし、私は打ち鳴らすとしようとした場合、両方が

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

と

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

が同じ正しい結果を生成します。

512 256 128 

クランバージョンです：

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

私はまた、実行可能ファイルは、正しい結果を生成するのDebian、上のGCC 4.9.2で試してみました。

これはGCCのバグでしょうか、何か間違っていますか？誰でもこれを再現できますか？

EDIT：私はMacBookのGCC 6の自作バージョンでもこの問題を再現しました。

Answer 1

valarrayおよびautoはよく混合しない。

これは一時的なオブジェクトを作成し、それにoperator/を適用します。

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

operator/を元の引数を参照し、遅延し、それらを評価し、軽量オブジェクトを返すようにlibstdC++ valarrayは、式テンプレートを使用しています。 const auto&を使用すると、エクスプレッションテンプレートが参照にバインドされますが、エクスプレッションテンプレートが参照するテンポラリの存続期間は延長されません。したがって、評価が発生すると一時的なスコープが外れ、そのメモリは再利用される。

それはあなたがしなければ正常に動作します：

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

Answer 2

それは遅延評価を使用してoperator/ (const T& val, const std::valarray<T>& rhs)の不注意な実装（およびvalarraysオーバーおそらく他の事業者）の結果です：コメントアウト「x = 512」行で

#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; 
} 

、出力は

512 256 128 

です

その行のコメントを外して出力を

1024 512 256 

に変更します。

あなたの例では、除算演算子の左辺引数が一時的なので、結果は未定義です。

UPDATE

pointed out正しくJonathan Wakelyとして、遅延評価ベースの実装が原因autoの使用この例では問題となります。