for（）和while（）之间是否有任何性能差异？

Question

或者它是关于语义的吗？

Answer 1

简答：不，他们完全一样。

猜测它理论上可能依赖于编译器; 一个真正破碎的人可能会做一些略有不同的事情，但我会感到惊讶。

只是为了好玩，这里有两个变种，使用Ubuntu附带的x86 gcc版本4.3.3编译为完全相同的汇编代码。 您可以使用linux上的objdump检查最终二进制文件上生成的程序集。

int main()
{
#if 1
    int i = 10;
    do { printf("%d\n", i); } while(--i);
#else
    int i = 10;
    for (; i; --i) printf("%d\n", i);
#endif
}

编辑：这是一个“橘子与橘子”，而循环示例也编译成同样的东西：

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

Answer 2

如果for和while循环执行相同的操作，编译器生成的机器代码应该（几乎）相同。

比如几年前我做的一些测试，

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（和Neil在评论中指出）使用一个额外的jmp，这将不会在性能上产生足够大的差异而担心。

Answer 3

没有语义差异，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的差异在于初始循环条目。

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
...

Answer 4

while循环测试中变量的范围比for循环标题中声明的变量范围更宽。

因此，如果存在性能影响作为保持变量更长时间活动的副作用，那么在while和for循环之间进行选择会产生性能影响（并且不会在{}中包含while，以缩小其范围。变量）。

一个示例可能是并发集合，它计算引用它的迭代器的数量，如果存在多个迭代器，它会应用锁定以防止并发修改，但如果只有一个迭代器引用它，优化就会使锁定失败。 如果你在一个函数中有两个for循环，在同一个容器上使用不同名称的迭代器，那么将采用快速路径，但是使用两个while循环时将采用慢速路径。 同样，如果对象很大（更多缓存流量）或使用系统资源，可能会对性能产生影响。 但我想不出一个我见过的真正的例子，它会产生什么影响。

Answer 5

使用循环展开优化的编译器可能只在for-loop情况下这样做。

Answer 6

两者都是等价的。 这是一个语义问题。

唯一的区别可能在于做... while结构，在那里你推迟条件的评价，直到身体后 ，从而可节省1分的评价。

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

而不是

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

Answer 7

我写编译器。 我们将所有“结构化”控制流（ if ， while ， for ， switch ， do ... while ）编译成条件和无条件分支。 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 ，因此最简单的方法是将所有内容都减少为分支和条件分支指令，然后一定要很好地处理这种情况。 （AC编译器不仅要在手写代码上做得很好，还要在自动生成的代码上做得很好，这些代码可能有很多很多的goto语句。）

Answer 8

不。如果他们正在做相同的事情，他们将编译成相同的代码 - 正如你所说，它是关于语义。 选择最能代表您要表达的内容的那个。

Answer 9

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

证明可能存在差异：这些线使用cc65生成不同的汇编代码。

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

Answer 10

Atmel ATMega虽然（）比（）更快。 为什么在AVR035中解释了这一点：AVR的高效C编码。

PS原始平台没有提到问题。

Answer 11

继续在for和while中表现不同：in for ，它改变了计数器， 而while通常不会

Answer 12

添加另一个答案：根据我的经验，优化软件就像是一个被人剃掉的大而浓密的胡须。

• 首先，你用剪刀将它用大块切掉（从调用树上修剪整个肢体）。
• 然后用电动剪刀（调整算法）缩短它。
• 最后你用剃须刀剃掉它以摆脱最后一点（低级优化）。

最后一个是for()和while()之间的差异，但可能不会产生影响。

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）基本上从另一个方向去做。

Answer 13

就性能而言，它们是相同的。 我倾向于使用while等待状态改变（例如，等待一个缓冲器被填充），并且当for处理多个离散的对象（诸如一个集合中的每个项目去）时。

Answer 14

在某些情况下存在差异。

如果您处于这种差异很重要的位置，您需要选择更好的算法或开始使用汇编语言进行编码。 相信我，在汇编中编码比修复编译器版本更可取。

Answer 15

是while()快/慢for() 让我们回顾一下有关优化的一些事情：

• 编译器编写器通过减少调用跳转，比较，增量以及它们生成的其他类型的指令来非常努力地削减周期。

• 另一方面，调用指令会消耗更多的周期，但是编译器几乎无能为力去除它​​们。

• 作为程序员，我们编写了很多函数调用，有些是因为我们的意思是，有些因为我们很懒，有些因为编译器将它们滑入而没有显而易见。

• 大多数时候，这并不重要，因为硬件太快了，而且我们的工作很小，以至于计算机就像一只小猎犬，狼吞虎咽地吃着她的食物并且乞求更多。

• 然而，有时候，这项工作足够大，以至于性能成为一个问题。

• 那我们做什么？ 哪里有更大的回报？

  • 让编译器在循环中减少几个周期？
  • 找到非真正需要完成的函数调用？

• 编译器不能做后者。 只有我们程序员才能。

• 我们需要学习或教会如何做到这一点。 它不是自然而然的。 我们先天倾向于做出错误的猜测，然后押注于他们。 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，如果他们确实知道如何。

• Profilers是一个开始。 我这样做

Willie Sutton在被问到为什么要抢银行时的虚伪引用？ ：
因为这就是钱的所在。

如果您想保存周期，请找出它们的位置。

Answer 16

可能只是编码风格。

• 如果您知道迭代次数。
• 而如果你不知道迭代次数。