c - 为什么对 c 代码的这种微小更改会导致执行时间的巨大差异？

Question

unix 中的以下代码需要约 9 秒的time命令报告。

int main()
{
    double u = 0;
    double v = 0;
    double w = 0;
    int i;
    for (i = 0;i < 1000000000;++i) {
        v *= w;
        u += v;
    }
    printf("%lf\n",u);
}

我不明白为什么当我更改时执行时间几乎v *= w;翻了一番v *= u;

Answer 1

当您更改v *= w为v *= uthen 时，这两个语句之间存在相互依赖关系。因此，第一条语句必须在执行之前完成，u += v这可能是提高性能的原因，因为编译器无法并行执行。

Answer 2

可能是因为编译器看到 w 从未被修改过，因此可以编译为常量，而变量 u 已修改，因此必须拥有自己的内存。

Answer 3

编译器优化 v*= w; 到 v = 0; 并且可能 u += v 到 u = 0; 所以这些操作永远不会发生。

这是我做的测试。每个版本进行 10 次并取平均值。

for (i = 0;i < 1000000000;++i) {
    v *= w;
    u += v;
}

4.0373 秒

for (i = 0;i < 1000000000;++i) {
    v *= u;
    u += v;
}

7.3733 秒

for (i = 0;i < 1000000000;++i) {
    v *= 0;
    u += 0;
}

4.0149 秒