遍历数组的最有效方法是什么？ (c++)

Question

这是一个愚蠢的问题，但它一直困扰着我，我无法通过谷歌解决它。

考虑以下数组：

struct SomeDataStruct
{
    uint64_t ValueOne;
    uint64_t ValueTwo;
    uint64_t ValueThree;
};

SomeDataStruct _veryLargeArray[1024];

现在，哪些方法可以更快地遍历每个元素并对每个元素进行处理？

方法一：

for (int i = 0; i < 1024; ++i)
{
    _veryLargeArray[i].ValueOne += 1;
    _veryLargeArray[i].ValueTwo += 1;
    _veryLargeArray[i].ValueThree = _veryLargeArray[i].ValueOne + _veryLargeArray[i].ValueTwo;
}

方法二：

SomeDataStruct * pEndOfStruct = &(_veryLargeArray[1024]);

for (SomeDataStruct * ptr = _veryLargeArray; ptr != pEndOfStruct; ptr += 1)
{
    ptr->ValueOne += 1;
    ptr->ValueTwo += 1;
    ptr->ValueThree = ptr->ValueOne + ptr->ValueTwo;
}

我知道这个问题表面上看起来真的很愚蠢，但我想知道的是编译器是否对每种给定的实现 for 循环的方式做了一些聪明/特殊的事情？在第一种情况下，如果编译器实际上每次都查找 BaseArrayPointer + Offset 可能会占用大量内存，但如果编译器足够聪明，如果会用整个数组填充 L2 缓存并处理 {} 之间的代码正确。

如果编译器每次都解析指针，则第二种方法可以解决，但可能会使编译器很难确定是否可以将整个数组复制到 L2 缓存中并在那里遍历。

很抱歉提出这么愚蠢的问题，我在学习 c++ 时获得了很多乐趣，并且已经开始做你想太多的事情。只是好奇是否有人知道是否有“明确”的答案。

Answer 1

除非您想查看中间汇编语言输出并分析 CPU 的缓存行为，否则您能够回答此问题的唯一方法是分析代码。运行它，数百或数千次，看看需要多长时间。

如果您想要最快的代码，请编写最简单、最明显的版本，然后将其留给优化编译器。如果您尝试花哨，使用这样的循环，您可能会混淆编译器并且无法优化。

我看到一个简单的 C 循环编译比手动编码的程序集更快，而一个手动优化的 C 版本最终比手动编码的程序集慢。

另一方面，了解一些关于缓存的知识以及幕后发生的事情是值得的。但通常，这发生在您发现您的代码不够快之后。否则会导致过早优化，即root of all evil。