我可以通过给出整数范围来提示优化器吗？

对的，这是可能的。例如，对于 gcc，您可以使用 __builtin_unreachable 告诉编译器不可能的条件，如下所示：

if (value < 0 || value > 36) __builtin_unreachable();

我们可以将上面的条件包装在一个宏中：

#define assume(cond) do { if (!(cond)) __builtin_unreachable(); } while (0)

并像这样使用它：

assume(x >= 0 && x <= 10);

As you can see、gcc 基于此信息执行优化：

#define assume(cond) do { if (!(cond)) __builtin_unreachable(); } while (0)

int func(int x){
    assume(x >=0 && x <= 10);

    if (x > 11){
        return 2;
    }
    else{
        return 17;
    }
}

产生：

func(int):
    mov     eax, 17
    ret

然而，一个缺点是，如果您的代码违反了此类假设，您将获得未定义的行为。

发生这种情况时它不会通知您，即使在调试版本中也是如此。要更轻松地调试/测试/捕获带有假设的错误，您可以使用混合假设/断言宏（感谢 @David Z），如下所示：

#if defined(NDEBUG)
#define assume(cond) do { if (!(cond)) __builtin_unreachable(); } while (0)
#else
#include <cassert>
#define assume(cond) assert(cond)
#endif

在调试版本中（定义了 NDEBUG not），它像普通的 assert 一样工作，打印错误消息和 abort 的程序，而在发布版本中，它使用了一个假设，生成优化代码。

但是请注意，它不能替代常规 assert - cond 仍保留在发布版本中，因此您不应执行 assume(VeryExpensiveComputation()) 之类的操作。

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对此有标准支持。您应该做的是包含 stdint.h (cstdint)，然后使用类型 uint_fast8_t。

这告诉编译器您只使用 0 - 255 之间的数字，但如果这样可以提供更快的代码，则可以免费使用更大的类型。同样，编译器可以假设变量的值永远不会超过 255，然后相应地进行优化。

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当前的答案适用于您确定范围是多少的情况，但是如果您在值超出预期范围时仍需要正确的行为，那么它将不起作用。

对于这种情况，我发现这种技术可以工作：

if (x == c)  // assume c is a constant
{
    foo(x);
}
else
{
    foo(x);
}

这个想法是代码-数据的权衡：您将 1 位 数据（无论是 x == c）移动到 控制逻辑。
这暗示优化器x 实际上是一个已知的常量 c，鼓励它内联和优化 foo 的第一次调用，与其余部分分开，可能非常重要。

确保将代码实际分解为单个子例程 foo，但不要复制代码。

例子：

要使这项技术发挥作用，您需要有点幸运——在某些情况下，编译器决定不对事物进行静态评估，而且它们有点随意。但是当它工作时，它工作得很好：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

unsigned foo(unsigned x)
{
    return x * (x + 1);
}

unsigned bar(unsigned x) { return foo(x + 1) + foo(2 * x); }

int main()
{
    unsigned x;
    scanf("%u", &x);
    unsigned r;
    if (x == 1)
    {
        r = bar(bar(x));
    }
    else if (x == 0)
    {
        r = bar(bar(x));
    }
    else
    {
        r = bar(x + 1);
    }
    printf("%#x\n", r);
}

只需使用 -O3 并注意 the assembler output 中的预计算常量 0x20 和 0x30e。

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我只是想说，如果您可能想要一个更标准的 C++ 解决方案，您可以使用 [[noreturn]] 属性来编写自己的 unreachable。

因此，我将重新使用 deniss' excellent example 来演示：

namespace detail {
    [[noreturn]] void unreachable(){}
}

#define assume(cond) do { if (!(cond)) detail::unreachable(); } while (0)

int func(int x){
    assume(x >=0 && x <= 10);

    if (x > 11){
        return 2;
    }
    else{
        return 17;
    }
}

其中 as you can see 产生几乎相同的代码：

detail::unreachable():
        rep ret
func(int):
        movl    $17, %eax
        ret

缺点当然是，您会收到 [[noreturn]] 函数确实返回的警告。

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