问题背景 #

你提到一段代码在x86-64架构的Clang 5.0.0编译器使用-O3编译时，new操作符被完全优化掉了，而GCC会保留内存分配操作。你疑惑：a) 哪个编译器的行为是正确的？b) 这是Clang的Bug吗？

a) 哪个编译器的行为是正确的？ #

两个编译器的行为都是符合C++标准的。

核心原因在于C++标准的「as-if规则」：只要优化后的程序和原程序的可观测行为完全一致，编译器就可以进行任意优化。如果你的代码里，new分配内存后既没有读写这块内存，也没有依赖operator new的外部可见副作用（比如自定义分配器的日志、统计逻辑），那么这个分配操作对程序的可观测行为没有任何影响——编译器完全有权将其消除。

GCC选择保留分配操作，只是它的优化策略更保守，或者在该场景下未触发对应的优化逻辑，但这并不代表它的行为更“正确”，只是不同编译器在优化路径上的选择差异而已。

b) 这是Clang的Bug吗？ #

不是Bug，这是Clang合理利用C++规则进行的合法优化。

举个典型的例子，如果你的代码是这样的：

void foo() {
    int* p = new int;
    // 没有任何对p的读写、delete，也没有依赖p的逻辑
}

这段代码里，new操作既不会改变全局状态，也不会产生任何输出，甚至连内存分配失败的异常都不会影响程序（因为程序没有处理这个异常的逻辑）。此时Clang优化掉new完全符合as-if规则，属于合理的优化行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hijinxs