c是否优化了for循环的检查部分？

Posted 2021-05-07

使用以下代码实际调用min函数的次数

for (int i = 0; i < min(size, max_size); i++) {
   //Do something cool that does not involve changing the value of size or max size
}

编译器会注意到他们只能计算最小值并注册它，还是应该在进入循环之前显式创建一个变量来保存值？哪种语言可以优化这个？

作为一个扩展，如果我是一个面向对象的语言与类似的循环，除了它看起来更像这样

for (int i = 0; i < object.coolFunc(); i++) {
   //Code that may change parameters and state of object but does not change the return value of coolFunc()
}

什么会优化？

答案

任何好的编译器都会优化for循环的控制表达式，只需一次评估其中的明显不变的子表达式，只要启用优化即可。这里，“不变”意味着在循环执行时子表达式的值不会改变。 “可见”意味着编译器可以看到表达式是不变的。有些东西会干扰这个：

• 假设，在循环内部，调用了一些函数，并将size的地址作为参数传递。由于该函数具有size的地址，因此可以更改size的内容。也许函数不会这样做，但编译器可能无法看到函数的内容。它的源代码可以在另一个文件中。或者函数可能如此复杂，编译器无法对其进行分析。然后编译器无法看到size没有改变。
• min不是标准的C函数，因此您的程序必须在某处定义它。如上所述，如果编译器不知道min做了什么，或者它是否太复杂而无法编译器进行分析（在这种情况下不太可能，但一般情况下），编译器可能无法看到它是pure function。

当然，C标准并不能保证这种优化。但是，随着您在编程方面的丰富经验，您对编译器和其他工具的了解会越来越多，并且您将熟悉优秀工具的期望，并且您还将学会提防上述问题。对于简单表达式，您可以期望编译器进行优化。但是您需要对可能干扰优化的事情保持警惕。