问为什么编译器不将浮点*2优化为指数增量？

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实际上，这就是在硬件中发生的事情。

2也作为浮点数传递给浮点数，尾数为1.0，指数为2^1。对于乘法，指数相加，尾数相乘。

假设有专门的硬件来处理复杂的情况(乘以不是2的幂的值)，并且特殊情况的处理并不比使用专用硬件差，因此没有必要使用额外的电路和指令。

这是我在GCC 10中看到的一个实际的编译器优化：

x = 2.0 * hi * lo;

生成以下代码：

mulsd   %xmm1, %xmm0      # x = hi * lo;
addsd   %xmm0, %xmm0      # x += x;

对于嵌入式系统编译器来说，具有特殊的2的幂的缩放伪操作可能是有用的，该伪操作可以由代码生成器以对所讨论的机器最优的任何方式进行翻译，因为在一些专注于指数的嵌入式处理器上可能比进行完全的2次方乘法快一个数量级，但是在乘法最慢的嵌入式微处理器上，编译器可能可以通过让浮点乘法例程在运行时检查其参数以跳过尾数中为零的部分来实现更大的性能提升。