如果编译器初始化变量，性能会受到什么影响？

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萨特这样说：

“在 C 和 C++ 的低级效率传统中， 编译器通常不需要初始化变量，除非你这样做 它显式地（例如，局部变量、被遗忘的成员被省略） 构造函数初始值设定项列表）”

我一直想知道为什么编译器不将 int32 和 float 等原语初始化为 0。如果编译器初始化它，性能会受到什么影响？它应该比错误的代码好。

c++ c performance
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这个论点实际上是不完整的。单位化变量可能有两个原因：效率和缺乏合适的默认值。

1) 效率

这主要是过去的遗留问题，当时 C 编译器只是 C 到汇编的翻译器，并且不执行任何优化。

如今，我们拥有智能编译器和死存储消除，在大多数情况下将消除冗余存储。演示：

int foo(int a) {
    int r = 0;
    r = a + 3;
    return r;
}

转化为：

define i32 @foo(i32 %a) nounwind uwtable readnone {
  %1 = add nsw i32 %a, 3
  ret i32 %1
}

尽管如此，在某些情况下，即使是更智能的编译器也无法消除冗余存储，这可能会产生影响。对于稍后初始化的大型数组...编译器可能没有意识到所有值最终都会被初始化，因此不会删除冗余写入：

int foo(int a) {
    int* r = new int[10]();
    for (unsigned i = 0; i <= a; ++i) {
        r[i] = i;
    }
    return r[a % 2];
}

请注意下面对 

memset
的调用（我需要在 
new
调用后加上 
()
，这是值初始化）。即使不需要
0
，它也没有被消除。

define i32 @_Z3fooi(i32 %a) uwtable {
  %1 = tail call noalias i8* @_Znam(i64 40)
  %2 = bitcast i8* %1 to i32*
  tail call void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* %1, i8 0, i64 40, i32 4, i1 false)
  br label %3

; <label>:3                                       ; preds = %3, %0
  %i.01 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %6, %3 ]
  %4 = zext i32 %i.01 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32* %2, i64 %4
  store i32 %i.01, i32* %5, align 4, !tbaa !0
  %6 = add i32 %i.01, 1
  %7 = icmp ugt i32 %6, %a
  br i1 %7, label %8, label %3

; <label>:8                                       ; preds = %3
  %9 = srem i32 %a, 2
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32* %2, i64 %10
  %12 = load i32* %11, align 4, !tbaa !0
  ret i32 %12
}

2) 默认？

另一个问题是缺乏合适的值。虽然 

float
可以完美地初始化为 
NaN
，但整数呢？不存在代表没有值的整数值，根本没有！ 
0
是一个候选者（除其他外），但有人可能会说它是最差的候选者之一：它是一个非常有可能的数字，因此可能对当前的用例具有特定的含义；您确定您对这个默认含义感到满意吗？

值得深思

最后，统一变量有一个明显的优点：它们是可检测的。编译器可能会发出警告（如果它足够聪明），并且 Valgrind will 会引发错误。这使得逻辑问题可检测，并且只有检测到的问题才能得到纠正。

当然，哨兵值（例如 

NaN
）也同样有用。不幸的是...没有整数。

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初始化可能会通过两种方式影响性能。

首先，初始化变量需要时间。当然，对于单个变量来说，它可能可以忽略不计，但正如其他人所建议的，它可以与大量变量、数组等相加。

第二，谁说零是合理的默认值？对于每个默认值为零的变量，可能还有另一个默认值不是有用的变量。在这种情况下，如果您确实初始化为零，则会产生进一步的开销，将变量重新初始化为您实际想要的任何值。如果没有发生默认初始化，您实际上需要支付两次初始化开销，而不是一次。请注意，无论您选择什么作为默认值（零或其他值），这都是正确的。

考虑到存在开销，不初始化并让编译器捕获对未初始化变量的任何引用通常会更有效。

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基本上，变量引用内存中可以修改以保存数据的位置。 对于未初始化的变量，程序只需要知道这个位置在哪里，编译器通常会提前计算出这一点，因此不需要任何指令。 但是当你希望它被初始化（比如0）时，程序需要使用额外的指令来做到这一点。

一个想法可能是在程序启动时使用 memset 将整个堆清零，然后初始化所有静态内容，但这对于在读取之前动态设置的任何内容都不需要。 对于基于堆栈的函数来说，这也是一个问题，每次调用函数时都需要将其堆栈帧清零。 简而言之，允许变量默认为未定义会更有效，特别是当堆栈经常被新调用的函数覆盖时。

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使用 -Wmaybe-uninitialized 进行编译并找出答案。这些是编译器无法优化原始初始化的唯一地方。

至于堆...

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