遍历数组的最有效方法是什么？ （C ++）

Question

这是一个愚蠢的问题，但这一直困扰着我，我无法以谷歌的方式解决它。

考虑以下数组：

struct SomeDataStruct
{
    uint64_t ValueOne;
    uint64_t ValueTwo;
    uint64_t ValueThree;
};

SomeDataStruct _veryLargeArray[1024];

现在，以下哪种方法可以更快地遍历每个元素并对每个元素执行某项操作？

方法1：

for (int i = 0; i < 1024; ++i)
{
    _veryLargeArray[i].ValueOne += 1;
    _veryLargeArray[i].ValueTwo += 1;
    _veryLargeArray[i].ValueThree = _veryLargeArray[i].ValueOne + _veryLargeArray[i].ValueTwo;
}

方法二：

SomeDataStruct * pEndOfStruct = &(_veryLargeArray[1024]);

for (SomeDataStruct * ptr = _veryLargeArray; ptr != pEndOfStruct; ptr += 1)
{
    ptr->ValueOne += 1;
    ptr->ValueTwo += 1;
    ptr->ValueThree = ptr->ValueOne + ptr->ValueTwo;
}

我知道这个问题从表面上看确实很愚蠢，但是我想知道的是，编译器是否以每种给定的实现for循环的方式进行智能/特殊处理？ 在第一种情况下，如果编译器每次实际上都查找BaseArrayPointer + Offset，则可能确实会占用大量内存，但是如果编译器足够聪明，它将用整个数组填充L2缓存并处理{}之间的代码正确。

如果编译器每次都解析该指针，则第二种方法得到解决，但是对于编译器而言，要弄清楚是否可以将整个数组复制到L2高速缓存中并在其中遍历，可能真的很困难。

抱歉，这个愚蠢的问题使我在学习c ++的过程中获得了很多乐趣，并开始做那件事，而您却对此无所适从。 只是好奇是否有人知道是否有“确定的”答案。

Answer 1

除非您要查看中间汇编语言输出并分析CPU的缓存行为，否则您能够回答此问题的唯一方法是分析代码。 运行数百或数千次，然后查看需要多长时间。

如果需要最快的代码，请编写最简单，最明显的版本，然后交给优化的编译器。 如果尝试通过这样的循环来花哨的话，则有可能使编译器混乱，并且它无法进行优化。

我已经看到一个简单的C循环编译比手工编码的程序集要快，而经过手工优化的C版本的编译结果要比手工编码的程序集慢。

另一方面，可能需要花一点时间了解缓存以及引擎盖下发生的事情。 但是通常，这是在您发现代码不够快之后发生的。 否则，就有过早优化的风险，这是万恶之源 。