Озадачивающий шаблон выражения Segfault с O3

На моем gcc-4.8.1 я скомпилировал следующую программу с двумя командами:

g++ -Wfatal-errors -std=c++11 -Wall -Werror test.cpp -o test -g
g++ -Wfatal-errors -std=c++11 -Wall -Werror test.cpp -o test -O3 -g

Первый исполняемый файл имеет ожидаемый результат, а второй — ошибочный. Проблема в том, что трудно отлаживать, потому что -O3 портит код слишком много для -g отладочная информация, чтобы сохранить значение, так gdb имеет проблемы с переводом того, что происходит в исходном коде. Итак, я вместо этого начал вставлять операторы печати. Как я и ожидал, операторы print меняют результат. С отладочными отпечатками это работает просто отлично!

Вот мой источник шаблона выражения:

//test.cpp
#include <vector>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>

using namespace std;

typedef vector<int> Valarray;

template<typename L, typename R>
struct BinOpPlus {
const L& left;
const R& right;

BinOpPlus(const L& l, const R& r)
: left(l), right(r)
{}

int operator[](int i) const {
int l = left[i];
//cerr << "Left: " << l << endl; //uncomment to fix segfault
int r = right[i];
//cerr << "Right: " << r << endl; //uncomment to fix segfault
return l + r;
}
};

template<typename L, typename R>
BinOpPlus<L, R> operator+(const L& left, const R& right){
return BinOpPlus<L, R>(left, right);
}

int main() {
//int size = 10000000;
int size = 10;
Valarray v[3];
for(int n=0; n<3; ++n){
for(int i=0; i<size; ++i){
int val = rand() % 100;
v[n].push_back(val);
}
}

auto out = v[0] + v[1] + v[2];

int sum = 0;
for(int i=0; i<size; ++i){
cerr << "Checkpoint!" << endl;
sum += out[i]; //segfaults here
cerr << "Sum: " << sum << endl;
}

cout << "Sum: " << sum << endl;
return 0;
}

Прошло много времени с тех пор -O3 дал мне неверный / ненадежный двоичный файл. Сначала я предполагаю, что я сделал что-то не так в своем коде, но недостаточно -O0 показать это. У кого-нибудь есть идеи, что я делаю не так?