Question

我不了解Swift的所有机制，也不了解它如何处理变量。

我总是更喜欢在进入for或while循环之前声明变量，而与语言无关，而不是一遍又一遍地在循环中声明它们。

但是重新声明变量是否很糟糕？迭代是否会影响性能？ 特别是Swift 如何处理此行为？

示例：

while i < 100 {
  let a = someFunc()
  i += 1
}

VS

let a: MyObj
while i < 100 {
 a = someFunc()
 i += 1
}

Answer 1

Swift可以像大多数语言一样处理它。局部变量在堆栈上声明，并在退出定义它们的作用域时从堆栈中弹出。压入和弹出堆栈是一种非常低成本的操作。

Swift使用的LLVM编译器使用了相当高级的代码优化，尤其是在发布模式下。在您的简单示例中，您正在使用的变量可能会被优化，因为它们实际上并没有用于任何事情。

编辑：

总而言之，两个变量之间没有明显的性能差异，第一个将变量放入循环中的方法更加简洁，如rmaddy在其评论中所述。最好在尽可能狭窄的范围内定义变量。它显示了您对变量的意图，并避免了意外的后果。

Answer 2

这不会影响性能，因此高度推荐使用版本1。即使会影响性能，您也需要在精确的代码上进行演示，然后再考虑使用除版本1外的其他任何选项。在处理优化编译器时，没有通用的性能答案。如果您未对代码进行深入探索，则执行任何不寻常的“性能”操作很可能会使情况变得更糟。正常情况是最优化的情况。

（我知道我夸大了这一点。肯定有一些方法可以查看代码并说“这将是非常低效的。”而且在Swift的一些古怪部分中，看起来不错的事情实际上是不好的，大多数特别是使用+组合字符串，或使用pre-Swift4 reduce创建数组。但是在那些很重要的情况下，您会很快发现它，因为它们是 真的很糟糕。

但是我们不必猜测任何一个。我们可以问编译器。

// inside.swift import Foundation func runme() { var i = 0 while i < 100 { let a = Int.random(in: 0...10) print(a) i += 1 } } // outside.swift import Foundation func runme() { var i = 0 var a: Int while i < 100 { a = Int.random(in: 0...10) print(a) i += 1 } }

首先，请注意，我将它们放在一个函数中。那很重要将它们放在顶层会使a在一种情况下成为全局变量，并且全局变量具有特殊处理，包括线程安全的初始化，这使“外部”情况比在更常规的用法中看起来更加昂贵和复杂。。（很难以一种可以得出一般的“更快”结论的方式正确地测试微优化，这是非常困难的。）

第二个注意print。我们需要确保以副作用的方式使用a，否则优化程序可能会完全删除它。 print非常好，即使很复杂。您还可以使用结果来修改全局变量，但是编译器肯定可以更加积极地优化它，并且可以消除我们希望看到的内容。（您真的真的必须在您关心的实际情况下测试这些东西。）

现在，我们可以使用swiftc -O -emit-sil来了解Swift将如何处理这些问题。 -O是至关重要的。如此多的人试图在不打开优化器的情况下进行性能测试，而这些结果毫无意义。

那么SIL是什么样的？（快速中级语言。这是将程序转换为机器代码的第一步。如果两件事生成相同的SIL，它们将生成同一机器代码。）

SIL有点长（8000行），所以我要对其进行一些修剪。我在<>中的评论。这将有点乏味，因为探索这些东西非常挑剔。如果要跳过它，则TL-DR是：这两段代码之间没有区别。不是“没关系的小差异”。从字面上看（除对调试器的提示外），没有区别。

// runme() sil hidden @$S4main5runmeyyF : $@convention(thin) () -> () { bb0: ... <define a bunch of variables and function calls> ... <compute the random number and put it in %29> // %19 // user: %49 bb1(%19 : $Builtin.Int64): // Preds: bb5 bb0 %20 = alloc_stack $SystemRandomNumberGenerator // users: %23, %30, %21 store %2 to %20 : $*SystemRandomNumberGenerator // id: %21 br bb2 // id: %22 bb2: // Preds: bb3 bb1 %23 = apply %6<SystemRandomNumberGenerator>(%20, %5) : $@convention(method) <τ_0_0 where τ_0_0 : RandomNumberGenerator> (@inout τ_0_0, @thin UInt.Type) -> UInt // user: %24 %24 = struct_extract %23 : $UInt, #UInt._value // users: %28, %25 %25 = builtin "cmp_ult_Int64"(%24 : $Builtin.Int64, %4 : $Builtin.Int64) : $Builtin.Int1 // user: %26 cond_br %25, bb3, bb4 // id: %26 bb3: // Preds: bb2 br bb2 // id: %27 bb4: // Preds: bb2 %28 = builtin "urem_Int64"(%24 : $Builtin.Int64, %3 : $Builtin.Int64) : $Builtin.Int64 // user: %29 %29 = struct $Int (%28 : $Builtin.Int64) // users: %42, %31 dealloc_stack %20 : $*SystemRandomNumberGenerator // id: %30 < *** Note that %29 is called "a" *** > debug_value %29 : $Int, let, name "a" // id: %31 ... < The print call. This is a lot more code than you think it is...> ... < Add one to i and check for overflow > %49 = builtin "sadd_with_overflow_Int64"(%19 : $Builtin.Int64, %8 : $Builtin.Int64, %13 : $Builtin.Int1) : $(Builtin.Int64, Builtin.Int1) // users: %51, %50 %50 = tuple_extract %49 : $(Builtin.Int64, Builtin.Int1), 0 // users: %55, %53 %51 = tuple_extract %49 : $(Builtin.Int64, Builtin.Int1), 1 // user: %52 cond_fail %51 : $Builtin.Int1 // id: %52 < Loop if i < 100 > %53 = builtin "cmp_slt_Int64"(%50 : $Builtin.Int64, %1 : $Builtin.Int64) : $Builtin.Int1 // user: %54 cond_br %53, bb5, bb6 // id: %54 bb5: // Preds: bb4 br bb1(%50 : $Builtin.Int64) // id: %55 bb6: // Preds: bb4 %56 = tuple () // user: %57 return %56 : $() // id: %57 } // end sil function '$S4main5runmeyyF'

“外部”代码几乎相同。有什么不同？注意上面的代码中***标记了对debug_value的调用吗？因为“ a被定义为函数变量而不是块变量，所以在”外部”中缺少该变量。

知道这两个都缺少什么？ alloc_stack调用“ a”。这是一个整数；它可以放在寄存器中。无论是将其存储在寄存器还是堆栈中，都取决于较低级别的编译器。优化器发现“ a”不会转义代码的此区域，因此它包含调试器的提示，但实际上并不需要为它进行存储，甚至不在堆栈上。它只需要获取Random的返回寄存器并将其移至print的参数寄存器。这一切取决于LLVM及其优化程序。

这一切的教训是，它实际上与性能无关紧要。在不太重要的情况下（例如a是全局的），版本1会更有效，我认为这与您的预期相反。

在Swift中，在循环中声明变量有多糟糕

2 个答案:

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