开启-O3优化时C++编译器能否丢弃未使用类成员及引用？

先看你给出的示例代码：

struct Foo {
   int &i;
   Foo(int &i) : i(i) {}
  private:
   int a, b, c, d;
};

1. 未使用的a、b、c、d能否被移除？ #

在-O3优化等级下，编译器允许移除这些未被使用的私有成员，但得满足一个关键前提：这些成员的存在不会影响程序的可观察行为。

• 因为a、b、c、d既没被类内成员函数、友元访问，也没有代码通过指针偏移、强制类型转换这类操作间接依赖它们，编译器完全可以安全地把它们从对象的内存布局里删掉，不会改变程序的实际运行结果。
• 但如果你的代码里有依赖sizeof(Foo)结果、或者直接操作对象内存布局的逻辑（比如取成员地址做计算），编译器就不能动这些成员了，否则会破坏程序的正常行为。

2. 链接阶段相关引用是否会被移除？ #

如果Foo类的实例化代码（比如构造函数调用）完全没被其他代码用到，配合链接器的垃圾回收选项（比如GCC的-Wl,--gc-sections），链接器会把未被引用的符号和对应的代码段彻底移除。

• 但要是Foo的构造函数或者类本身被其他代码直接/间接引用了，链接器就不会动这些部分。

3. 中间实例是否可被移除？ #

如果Foo的实例是临时对象、或者创建后完全没被使用的局部/全局对象，在-O3优化下编译器会执行死代码消除，直接把这些实例的创建、销毁代码删掉——因为它们对程序的可观察行为没有任何影响。

• 举个例子：如果代码里写了Foo f(x);但之后压根没用到f，编译器会直接把这行代码的执行逻辑抹掉，不会真的去创建这个对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nowox