Question

我想知道以下哪个代码段最快，假设目标是从T指向的numElements量中读取somePointer类型的元素并执行与他们的东西。我对循环结构本身的效率特别感兴趣，而不是对元素做了什么。

第一候选人

for (int i = 0; i < numElements; i++) {
    T val = somePointer[i];
    ... // Do something
}

第二候选人

T* tempPointer = somePointer;
T* endPointer = somePointer + numElements;
while (tempPointer < endPointer) {
    T val = *tempPointer;
    ... // Do something
    tempPointer++;
}

当然，第一位候选人更清晰，更不容易出错。但是，如果它实际上已经编译成代码，它似乎会生成，我认为它会更慢。在解除引用之前，使用for循环需要每次循环迭代增加i，以及somePointer指向的地址偏移量i * sizeOf(t)。对于每个循环周期，指针递增方法似乎只需要一个加法运算，因此让我相信它会更快。

但是，正如我所知，编译器尝试使用SIMD指令尽可能地矢量化for循环;如果编译器能够在for循环中成功检测到矢量化的机会，而不是增加指针，那么for似乎是更快的选择。当然，据我所知，编译器正在检测可以将for循环转换为指针递增并在向量化之前进行转换的情况，这会使其无关紧要。

简而言之，在实际场景中哪个更快？

Answer 1

理论上，你的问题的答案是前一个更简单的代码。

这是实际实现不需要评估表达式的一部分，如果它可以推导出它不使用值，不产生任何副作用（包括由...引起的任何副作用）调用函数或访问volatile对象。）

这是C标准的引用，展示了编译器进行优化的能力。在这种情况下，表达式中不需要的部分与int索引（可能应该是size_t）相关。

实际上，您的问题的答案也是前一个更简单的代码。您可能会惊喜地发现，今天的常见编译器可以执行优化，例如您提到的那个（以及更多复杂，但很容易。然而，由于计算机系统的许多方面相结合以构建更大的性能图，因此不可能回答哪些更快......我们需要了解有关实施的每个相关方面（CPU，内存，操作系统，编译器等）。

请参阅"Will it Optimise?"，了解gcc愉快优化的一些类似示例。这是loop invariant computation优化的一种形式。确保在启用完全优化的情况下编译代码（通常为-O3。

然而，您需要考虑的不仅仅是优化。正如您所提到的，前者更简单的代码更易于阅读。这对于最终可能会维护代码的人来说非常重要。

在考虑优化时，这里有一个方便的提示：你的老板会希望看到一些有效的东西，即使它太慢，也不是很晚。如果你没有老板，太好了！考虑到您无法测量优化的代码而无需将其与之进行比较，但是......

为了可维护性而编写清晰，简洁的代码。如果您的老板（或您的团队，或您自己或其他任何人）决定何时完成它的速度不够快，请使用您的探查器确定在最重要的瓶颈所在的地方，你应该知道要关注什么...你将优化你的时间和你的代码。

完成优化后，再次使用您的探查器确定它是否是有效的优化。这样您就可以消除猜测可能所带来的负面影响。

今天的常见编译器通常甚至可以根据分析器的输出执行优化。这种技术被称为“轮廓引导优化”，可能值得研究......

Answer 2

作为一般规则，for循环的最坏情况运行时间，以及像这样的while循环是O（n）。也就是说，它会根据您拥有的元素数量线性增长。

在这种情况下，考虑哪一个更快，因为它们基本相同，假设你将在

下做什么，它的价值很小。

//Do something

是一样的。

在考虑程序的效率时，值得考虑运行时间和内存效率。

我认为你的for循环/ while循环中写的内容对于影响你的运行时间的重要性更重要。

希望这有帮助！

Answer 3

假设您在intel板上使用GCC或MinGW或Cygwin。 for循环内置支持intel板进行计数器递增现在如果考虑第二个循环，那么指针应该以它所指向的数据类型的大小递增，这将要求编译器将更多代码放入程序集中代码并最终会增加CPU的开销，增加更多的CPU周期来完成你的代码，但在第一种情况下，编译器将生成汇编代码，以便在寄存器本身保持计数器变量i，使CPU易于比较并继续/中断循环如果你把两个代码写在两个文件中（one.c和two.c说）并运行以下命令

gcc -S one.c
gcc -S two.c

查看汇编代码，如果你理解x86汇编，你可以更清楚地理解我想说的内容。我的理解是，如果你深入了解CPU和汇编的工作原理，第一个循环会更快。

C / C ++：什么更快：for循环，或递增指针

3 个答案: