为什么 std::find 以这种方式实现？答案

【问题标题】：Why is std::find implemented this way?为什么 std::find 以这种方式实现？
【发布时间】：2013-02-18 12:33:27
【问题描述】：

我碰巧遇到了std::find 的来源，发现它让我很困惑。基本上它将项目数除以 4 并在每一轮中进行比较 4：

template<typename _RandomAccessIterator, typename _Tp>
_RandomAccessIterator
__find(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last,
   const _Tp& __val, random_access_iterator_tag)
{
  typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::difference_type
__trip_count = (__last - __first) >> 2;

  for (; __trip_count > 0; --__trip_count)
{
  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;

  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;

  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;

  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;
}

  switch (__last - __first)
{
case 3:
  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;
case 2:
  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;
case 1:
  if (*__first == __val)
    return __first;
  ++__first;
case 0:
default:
  return __last;
}
}

我不知道为什么会这样。看起来像一些优化。但我认为这不会那么容易地利用多核。无论如何，这是在一个线程中。

有什么想法吗？

【问题讨论】：

看起来像手动循环展开。这个实现是从哪里来的？
一方面，将__trip_count 与零进行比较所花费的时间更少，而实际比较值所花费的时间更多。

标签： c++ stl std

【解决方案1】：

看起来像loop unwinding，也称为循环展开。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是循环展开。结果是一样的，但对处理器更友好。

但渐近复杂度是一样的。

【讨论】：

【解决方案3】：

不完全确定，我认为这是一种循环展开。

查看循环展开：http://www.codeproject.com/Articles/6154/Writing-Efficient-C-and-C-Code-Optimization

【讨论】：

【解决方案4】：

它是Duff's device。这是一种古老的优化技术它以一种特殊的方式混合了 while 和 switch 语句。它使用循环展开。在汇编程序中，您将直接跳入展开的循环中。

【讨论】：

这不是 Duff 的设备，switch 语句不在循环内。不过，如果确实使用 Duff 的设备，发出的代码很可能会更小。
@SteveJessop：我的印象是你把 duff 的设备放在展开循环的末尾而不是里面。只有最后一次迭代才会有非完整计数。
@LokiAstari：不，这不正确。 Duff 的发明特别是（ab）使用 C 开关结构来跳转到展开循环的中间，其中“中间”是“所需的迭代次数以展开长度为模”。所以实际上这是第一次没有完整计数的迭代。