c++ - for() 和 while() 之间有什么性能差异吗？

Question

还是全部与语义有关？

score 64 · Accepted Answer

简短的回答：不，它们完全相同。

猜猜它在理论上可能取决于编译器；一个真正破碎的人可能会做一些稍微不同的事情，但我会感到惊讶。

只是为了好玩，这里有两个变体，它们使用 Ubuntu 附带的 x86 gcc 版本 4.3.3 编译成完全相同的汇编代码。您可以在 linux 上使用objdump检查最终二进制文件中生成的程序集。

主函数（）
{
#如果 1
    诠释 i = 10;
    做 { printf("%d\n", i); } 当我）;
＃别的
    诠释 i = 10;
    for (; i; --i) printf("%d\n", i);
＃万一
}

编辑：这是一个“带橙子的橙子”while 循环示例，它也可以编译为相同的内容：

    while(i) { printf("%d\n", i);  - 一世; }

score 14 · Accepted Answer

如果你的 for 和 while 循环做同样的事情，编译器生成的机器代码应该（几乎）相同。

例如在我几年前做的一些测试中，

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
...
}

和

int i = 0;
do
{
  ...
  i++;
}
while (i < 10);

将生成完全相同的代码，或者（并且 Neil 在评论中指出）带有一个额外的 jmp，这不会对性能产生足够大的影响而无需担心。

score 8 · Accepted Answer

没有语义差异，也不需要任何编译差异。但这取决于编译器。所以我尝试使用 g++ 4.3.2、CC 5.5 和 xlc6。

g++，CC 是相同的，xlc 不是

xlc 的不同之处在于初始循环条目。

extern int doit( int );
void loop1( ) {
  for ( int ii = 0; ii < 10; ii++ ) {
    doit( ii );
  }
}

void loop2() {
  int ii = 0; 
  while ( ii < 10 ) {
    doit( ii );
    ii++;
  }
}

XLC 输出

.loop2:                                 # 0x00000000 (H.10.NO_SYMBOL)
    mfspr   r0,LR
    stu     SP,-80(SP)
    st      r0,88(SP)
    cal     r3,0(r0)
    st      r3,64(SP)
    l       r3,64(SP)  ### DIFFERENCE ###
    cmpi    0,r3,10
    bc      BO_IF_NOT,CR0_LT,__L40
...
enter code here
.loop1:                                 # 0x0000006c (H.10.NO_SYMBOL+0x6c)
    mfspr   r0,LR
    stu     SP,-80(SP)
    st      r0,88(SP)
    cal     r3,0(r0)
    cmpi    0,r3,10    ### DIFFERENCE ###
    st      r3,64(SP)
    bc      BO_IF_NOT,CR0_LT,__La8
...

score 7 · Accepted Answer

循环测试中变量的while范围比循环头中声明的变量范围要宽for。

因此，如果将变量保持更长时间作为副作用存在性能影响，那么在 while 和 for 循环之间进行选择（而不是将 while 包装在 {} 中以减小其范围）将会产生性能影响变量）。

一个例子可能是一个并发集合，它计算引用它的迭代器的数量，如果存在多个迭代器，它会应用锁定来防止并发修改，但是如果只有一个迭代器引用它，作为优化会忽略锁定。如果您for在同一个容器上使用不同命名的迭代器的函数中有两个循环，则将采用快速路径，但如果有两个while循环，则将采用慢速路径。同样，如果对象很大（更多缓存流量）或使用系统资源，则可能会影响性能。但我想不出一个真实的例子，我见过它会在哪里产生影响。

score 6 · Accepted Answer

6

使用循环展开进行优化的编译器可能只会在 for 循环的情况下这样做。

于 2009-05-11T13:42:54.580 回答

score 5 · Accepted Answer

两者是等价的。这是语义问题。

唯一的区别可能在于 do...while 构造，您将条件的评估推迟到主体之后，因此可以节省 1 次评估。

i = 1; do { ... i--; } while( i > 0 );

与

for(  i = 1; i > 0; --i )
{ ....
}

score 4 · Accepted Answer

我写编译器。if我们将所有“结构化”控制流（ , while, for, switch, do... ）编译while成条件分支和无条件分支。然后我们分析控制流图。由于 C 编译器无论如何都必须处理一般goto情况，因此最容易将所有内容简化为分支和条件分支指令，然后一定要处理好这种情况。（AC 编译器不仅要处理手写代码，还要处理自动生成的代码，这些代码可能有很多很多goto语句。）

score 3 · Accepted Answer

不。如果他们在做相同的事情，他们会编译成相同的代码——正如你所说，这是关于语义的。选择最能代表您想要表达的内容。

score 3 · Accepted Answer

理想情况下它应该是相同的，但最终取决于您的编译器/解释器。可以肯定的是，您必须测量或检查生成的汇编代码。

证明可能存在差异：这些行使用 cc65 生成不同的汇编代码。

for (; i < 1000; ++i);   
while (i < 1000) ++i;

score 1 · Accepted Answer

在 Atmel ATMega 上，while() 比 for() 快。为什么在 AVR035: Efficient C Coding for AVR 中解释了这一点。

PS 原始平台没有被提及。

score 1 · Accepted Answer

补充另一个答案：根据我的经验，优化软件就像从男人身上剃掉浓密的大胡子。

首先，你用剪刀将它切成大块（从呼叫树上剪掉整个四肢）。
然后你用电动剪短（调整算法）做短。
最后你用剃须刀刮掉最后一点点（低级优化）。

for()最后一点是两者之间的差异while()可能（但可能不会）产生差异。

PS 我认识的程序员（他们都非常好，我怀疑是一个有代表性的样本）基本上是从另一个方向开始的。

score 1 · Accepted Answer

continue在for和while中表现不同：在for 中，它会改变计数器，在while中，它通常不会

score 0 · Accepted Answer

在某些情况下存在差异。

如果您正处于这种差异很重要的地步，您要么需要选择更好的算法，要么开始使用汇编语言进行编码。相信我，汇编代码比修复编译器版本更可取。

score 0 · Accepted Answer

就性能而言，它们是相同的。我倾向于while在等待状态更改（例如等待缓冲区被填充）和for处理多个离散对象（例如遍历集合中的每个项目）时使用。

score 0 · Accepted Answer

比快/while()慢？for()让我们回顾一下关于优化的一些事情：

编译器编写者非常努力地通过减少对跳转、比较、递增和它们生成的其他类型指令的调用来减少周期。
另一方面，调用指令消耗的周期要多得多，但编译器几乎无能为力来删除它们。
作为程序员，我们编写了很多函数调用，有些是因为我们的本意，有些是因为我们很懒，还有一些是因为编译器在不明显的情况下将它们插入。
大多数时候，这并不重要，因为硬件如此之快，而我们的工作如此之少，以至于计算机就像一只狼吞虎咽地乞求更多的小猎犬。
然而，有时工作量很大，以至于性能是一个问题。
那我们怎么办？更大的回报在哪里？
- 让编译器减少循环等几个周期？
- 寻找不需要做那么多的函数调用？
编译器不能做后者。只有我们程序员可以。
我们需要学习或被教导如何做到这一点。它不是自然而然的。我们天生倾向于做出错误的猜测，然后押注它们。获得更好的算法是一个开始，但只是一个开始。我们的老师需要教这个，如果他们确实知道怎么做的话。
探查器是一个开始。我这样做。

当被问及为什么抢劫银行时，威利萨顿的杜撰引述 :
因为那是钱的所在。

如果你想保存周期，找出它们在哪里。

score -4 · Accepted Answer

可能只有编码风格。

因为如果你知道迭代次数。
而如果您不知道迭代次数。

c++ - for() 和 while() 之间有什么性能差异吗？

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