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GCC 编译优化简介

GCC 提供了近百种优化选项，旨在在编译时间、目标文件长度和执行效率之间进行平衡。这些优化方法主要包括精简操作指令、满足 CPU 流水操作、通过猜测程序行为调整执行顺序、充分使用寄存器以及展开简单调用等。然而，手动探索这些优化选项并选择合适的组合确实像个噩梦般的过程。

-O0：不做任何优化

-O0 是 GCC 的默认编译级别，不执行任何优化。这种情况下，编译器仅尽量减少编译时间和目标文件大小。对于调试和验证工作，-O0 是理想选择，因为它不会改变程序的行为。即使在断点处打断程序，变量的赋值也会与源程序一致，确保调试的准确性。

-O1：部分优化

-O1 是比 -O0 更高级的选项，执行部分编译优化。编译器会优化代码的尺寸和执行效率，但不会进行耗时较长的优化。例如，它会优化分支、常量和表达式等。但与 -O2 相比，-O1 在编译时间和内存占用上更为节省。

-O2：高级优化

-O2 是 -O1 的更高级别，执行更多的寄存器级和指令级优化。在不进行时间或空间折中的前提下，GCC 会启用几乎所有优化选项。例如，它会优化内存访问、减少不必要的寄存器复制、展开简单调用并进行循环优化等。虽然编译时间和内存占用增加，但生成代码的执行效率明显提升。

-O3：最终级别

-O3 在 -O2 的基础上进行更多优化，例如使用伪寄存器网络、函数内联以及对循环的更深层优化。然而，这些优化可能会对代码的调试和内存布局产生重大影响。对于大型项目而言，-O3 的优势可能不如 -O2 显著，但它仍然是一个不错的选择。

-Os：代码大小优化

-Os 主要针对代码尺寸进行优化，关闭了许多会增加代码大小的选项。例如，它会关闭对齐指令和重排块的优化。这种优化通常用于极小型项目，但对于大型项目而言，可能会带来较小的性能提升。

优化可能带来的问题

总结

选择合适的 GCC 优化级别对于程序性能至关重要。-O0 适合调试和验证，-O1 是一个折中的选择，而 -O2 和 -O3 则适合需要更高执行效率的项目。-Os 则主要用于极小型项目。无论选择哪个级别，都需权衡编译时间、内存占用和性能提升。