Visual Stduioで y = 2 * x + 1 の行の逆アセンブリを見てみると、

　mov 　qword ptr [rbp + 68h], 1
　mov 　rax, qword ptr [rbp + 68h]
　cmp 　rax, 3
　jg　　TEST + 105h
　mov 　rax, qword ptr [rbp + 68h]
　imul　rax, rax, 4
　lea 　rdx, [X]
　add 　rdx, rax
　add 　rdx, 0FFFFFFFFFFFFFFFCh
　mov 　eax, dword ptr [rdx]
　imul　eax, eax, 2
　inc 　eax
　mov 　rdx, qword ptr [rbp + 68h]
　imul　rdx, rdx, 4
　lea 　rcx, [Y]
　add 　rcx, rdx
　add 　rcx, 0FFFFFFFFFFFFFFFCh
　mov 　dword ptr [rcx], eax
　mov 　eax, 1
　add 　rax, qword ptr [rbp + 68h]
　mov 　qword ptr [rbp + 68h], rax
　jmp 　TEST + 0B7h

というコードが生成されていて、中間配列なんて作成せず合成関数を1回だけ適用し、Cの

　for (i = 1; i <= 3; i++) y[i] = 2 * x[i] + 3;

に相当する効率的な処理になっている。(add rdx, 0FFFFFFFFFFFFFFFCh を見ると、
配列の添字が1始まりなのは非効率なのかと思ってしまうが…)