Foreach 循环比传统的 for 循环使用更多的堆栈内存？

Posted 2023-02-21

【中文标题】Foreach 循环比传统的 for 循环使用更多的堆栈内存？

【英文标题】：Foreach loop uses more stack memory than traditional for loop?

【发布时间】：2021-12-09 18:46:50

【问题描述】：

在我的一个程序中，我使用了一个看起来与此类似的 for each 循环

for(auto component : components) 
    doSomethingWithComponent(component);

Visual Studio 抱怨这会导致函数使用的堆栈内存超过最大值，所以我将循环更改为：

for(int i = 0;i<components.size();i++) 
    doSomethingWithComponent(components[i]);

警告消失了。这是因为 for each 循环会生成循环中对象当前迭代的引用/副本吗？但如果是这样的话，我不认为带有几个整数的单个结构会消耗那么多内存吗？发生这种情况有什么原因吗？

编辑： components 是 std::vector，如果这会改变任何东西

【问题讨论】：

基于范围的 for 循环只是常规 for 循环的包装器。可能的原因可能是auto component 执行了任何组件的副本。如果您不需要副本，则应使用 auto const & 或 auto &。

compnent/compnents[i]的类型是什么？将循环变量设为引用for (aoto& component : components) 时，这是否会改变？

使用auto& const 使它不再显示警告，那么这是通过复制组件而不是引用它而发生的吗？但是每次迭代的副本会发生什么？它们是被替换、销毁还是保留到循环结束>

@Genjutsu 这完全取决于components的类型；如果它是 std::vector 并开启了优化，你可能会得到相同的结果，但一般来说，非基于范围的 for 循环等价物将是 for (auto iterator = std::begin(components); iterator != std::end(components); ++iterator) auto compent = *iterator; doSomethingWithComponent(component);

components 是std::vector，我会编辑我的问题

【参考方案1】：

for(auto component : components) 

这相当于拥有

auto component=components[i];

在循环的每次迭代中执行。在循环的每次迭代中，容器中的每个值都会生成一个（大部分无用的）副本。因此堆栈使用情况。

只需使用引用即可避免这种情况：

for(auto &component : components) 

如果循环不应该修改容器的内容，那就更好了：

for(const auto &component : components) 

如果由于错误而导致循环尝试修改容器中的值，您的 C++ 编译器会报错。

【讨论】：

还有一个问题，是否每个副本都保留到循环结束？还是副本的内存只是每次迭代都被一个新副本替换？

如果将auto component=components[i] 添加到手动for 循环中，最终结果将在逻辑上等价。