为什么 g++-11 '-O2' 包含错误而 '-O0' 没问题？

问题描述

#include <limits>
#include <cstdint>
#include <iostream>

template<typename T>
T f(T const a = std::numeric_limits<T>::min(),T const b = std::numeric_limits<T>::max())
{
    if (a >= b)
    {
        throw 1;
    }

    auto n = static_cast<std::uint64_t>(b - a + 1);
    if (0 == n)
    {
        n = 1;
    }

    return n;
}

int main()
{
    std::cout << f<int>() << std::endl;
}

g++-11 -std=c++20 -O2 应该输出 0 而非 1！

clang++ 正常。如果我把-O2改成-O0，g++-11也可以。

见：online demo

为什么 g++ -O2 包含错误而 -O0 没问题？

解决方法

当 b - a + 1 和 a 的类型为 b 且 int 为 a 和 INT_MIN 时，

b 显然是 UB是 INT_MAX，因为有符号溢出是未定义的行为。

来自cppreference:

当有符号整数算术运算溢出（结果不适合结果类型）时，行为未定义

在计算完成之前，您不会转换为 int64_t。