优化期间有符号与无符号整数的别名使用：为何未充分优化？

首先明确C相关规则：无法用unsigned&初始化signed&（反之亦然），但严格别名规则允许通过unsigned&读写signed对象（反之亦然），详见C20标准[basic.lval]#11.2。从as-if规则的角度，理论上编译器可基于此进行优化。

示例1 #

按照规则逻辑，函数f完全可以直接跳转调用foo：

void foo(const unsigned& u);

void f(const signed& par)
{
    foo(par);
}

但实际所有编译器的处理流程都是：先将par加载到寄存器，再把寄存器内容存储到栈上，最后将栈地址传递给foo。

示例2 #

同理，g1和g2理论上可以指向同一块内存：

const signed&   g1 = 1;
const unsigned& g2 = g1;

但编译器通常会为它们分配不同的内存地址。

疑问 #

为什么编译器会做出这样的处理？这是否属于未被利用的优化机会？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dr. Gut