循环条件评估答案

【问题标题】：loop condition evaluation循环条件评估
【发布时间】：2010-11-17 13:12:31
【问题描述】：

只是一个简单的问题。

我有一个看起来像这样的循环：

for (int i = 0; i < dim * dim; i++)

for 循环中的条件是否在每个循环中都重新评估？

如果是这样，做这样的事情会更有效率吗？：

int dimSquare = dim * dim;
for (int i = 0; i < dimSquare; i++)

谢谢

-伪造

【问题讨论】：

【解决方案1】：

编译器会在循环开始前预先计算 Dim * Dim 的值

【讨论】：

【解决方案2】：

是的，从语义上讲，它将在每个循环上进行评估。在某些情况中，编译器可能能够自动从循环中删除条件 - 但并非总是如此。特别是：

void foo(const struct rect *r) {
  for (int i = 0; i < r->width * r->height; i++) {
    quux();
  }
}

在这种情况下，编译器将无法将乘法移出，因为它所知道的quux() 修改了r。

一般来说，通常只有局部变量才有资格将表达式从循环中提升出来（假设您从不获取它们的地址！）。虽然在某些情况下结构成员也可能符合条件，但有很多事情可能导致编译器假设内存中的所有内容都已更改——例如，写入几乎任何指针，或调用几乎任何函数。因此，如果您在那里使用任何非本地变量，最好假设不会发生优化。

也就是说，一般来说，我只建议主动将可能昂贵的代码移出条件：

【讨论】：

请注意，在您的示例中 r 可能是 const struct rect*，并且不允许编译器 still 假定 quux() 不会以某种方式修改其数据成员通过别名。通常认为 const 会激活各种编译器优化方式，但它并不像人们最初想象的那么简单。
@onebyone：确实。不过，Restrict 在这里可能会有所帮助。
是的，对于 C++ 编译器，它们也是 C99 编译器，因此支持限制。严格的别名规则有助于“写入几乎任何指针”，但不适用于“调用几乎任何函数”。内联应该有助于函数。
是的。 'r' 很可能指向一个全局变量。或者全局变量指向的东西。等等。
或具有非全局名称的“全局”，例如静态类成员。甚至是函数静态变量。

【解决方案3】：

一般来说，例如，如果您要在循环中更改“dim”的值，则每次都会重新评估它。但由于在您的示例中并非如此，因此一个体面的编译器会优化您的代码，并且您不会看到任何性能差异。

【讨论】：

很抱歉这个答案经过深思熟虑的人，但这个答案以清晰简洁的方式向我解释了一切。
但是不要忘记记住 bdonlan 关于使用局部变量进行循环控制的建议——局部变量使编译器更容易优化，因为它们的可见性是有限的（这也有助于读者理解，而不是只是编译器优化）。
如果我是你，我不会道歉。这让 bdonlan 在“民粹主义”徽章上获得了不错的机会，还有 9 票（在撰写本文时），如果 Lulu 再获得 8 票 :-)
@onebyone，好吧，如果你这么说，我想我也得给这个投票；）
decenet 编译器也有望将你的 i++ 变成 ++i :-)