Question

我们的讲师解释说，这个函数可以计算字符串的长度......

int strlen_1(const char *str) {
    const char *temp = str;
    while(*temp != '\0') {
        temp++;
    }
    return temp - str;
}

...会比这个更快地计算...

int strlen_03(const char *str) {
    int i;
    for (i = 0; *(str+i) != '\0'; i++);
    return i;

我认为他说它与算术计算有关，就像在第一个任何算术计算完成时一样，但我无法理解，我看到它们都在同一级别。换句话说，你能解释一下原因吗？

PS。我理解指针，我可以理解发生了什么，就像是通过一个单元逐步存储到“RAM单元”中的数组元素。

提前致谢。

Answer 1

暂时忽略优化，只看纸质算法：

前者重复执行此计算：

addr++

通过差异计算计算结果

addr1 - addr0

后者重复执行这些计算

addr0 + i
i++

结果由值返回

计算

换句话说，在循环中完成了两倍的工作，以便在计算最终结果时做一半的工作。

进入优化的ASM，第一个在我的clang上生成-O3：

0x100000ee4: cmpb $0, 1(%rbx) 0x100000ee8: leaq 1(%rbx), %rbx 0x100000eec: sete %al 0x100000eef: testb $1, %al 0x100000ef1: je 0x100000ee4

第二个产生这个：

0x100000f09: incl %ebx 0x100000f0b: cmpb $0, (%rax) 0x100000f0e: leaq 1(%rax), %rax 0x100000f12: sete %cl 0x100000f15: testb $1, %cl 0x100000f18: je 0x100000f09

我遗漏了返回值的常数一次性因为它们不是循环复杂性的核心。优化器非常好，注意唯一的主要区别是单一：

0x100000f09: incl %ebx

这是您的i

Answer 2

这是一个微优化，现代编译器最终可能会为两者生成相同的程序集，但对于非优化版本，原因如下：

int strlen_1(const char *str) 
{
    const char *temp = str; // declare the iterator
    while(*temp != '\0')   // dereference the pointer
                           // test the iterator 
    {
        temp++; // increment the iterator
    }
    return temp - str; // pointer subtraction
}

对于长度为N的字符串，这将为您提供3N + 2次操作。

int strlen_03(const char *str) 
{
    int i; // declare your iterator
    for (i = 0; *(str+i) != '\0'; i++); // initialize the iterator
                                        // add i to str
                                        // dereference that pointer value
                                        // test it against \0
                                        // increment i
    return i;
}

对于相同的字符串，这将为您提供4N + 2次操作。

同样，现代编译器可能会为您解决此问题，即使在大多数字符串的未优化形式中，这个小循环也不太可能产生太大差异（仅适用于非常长串）。

为什么这个C ++字符串长度计算功能比另一个更快？

2 个答案: