在每次迭代的 for 循环中计算向量大小是否昂贵？ [重复]

Question

C++ 编译器是否处理诸如建筑物是向量之类的情况：

for (int i = 0; i < buildings.size(); i++) {}

也就是说，它是否在循环中注意到建筑物是否被修改，然后 基于此不评估它每次迭代？或者也许我应该自己做这件事 不是那么漂亮，但是：

int n = buildings.size();
for (int i = 0; i < n; i++) {}

Answer 1

buildings.size()

可能会被编译器内联以直接访问

vector<T>

类上的私有大小字段。所以你不应该将调用分开到

size

。无论如何，这种微观优化是您不想担心的事情（除非您处于某个通过分析确定为瓶颈的非常紧密的循环中）。

Answer 2

不要通过考虑性能来决定选择其中之一；您的编译器可能会或可能不会内联调用 - 并且

std::vector::size()

也具有恒定的复杂性。

您真正应该考虑的是正确性，因为如果您在迭代时添加或删除元素，两个版本的行为将会非常不同。

如果在循环中不以任何方式修改向量，请坚持使用以前的版本以避免出现一点状态（

n

变量）。

Answer 3

如果编译器可以确定

buildings

在循环内没有发生变化（例如，如果它是一个简单的循环，没有可能产生副作用的函数调用），它可能会优化计算。但计算向量的大小无论如何都是一次减法，这也应该相当便宜。

以明显的方式编写代码（

size

在循环内），并且只有当分析显示代码太慢时，您才应该考虑替代机制。

Answer 4

我这样写循环：

for (int i = 0, maxI = buildings.size(); i < maxI; ++i)

同时处理许多问题：建议预先修复 max，不再考虑性能损失，合并类型。如果计算位于中间表达式中，则表明循环更改了集合大小。

太糟糕的语言不允许合理使用 const，否则它将是 const maxI。

OTOH 对于越来越多的情况，我宁愿使用一些算法，lambda 甚至允许让它看起来几乎像传统代码。

Answer 5

假设

size()

函数是基本模板的内联函数，我们也可以假设它的开销非常小。它与 C 语言中的

strlen()

有很大不同，后者可能会产生很大的开销。

使用

int n = buildings.size();

可能仍然更快 - 因为编译器可以看到

n

在循环内没有改变，因此将其加载到寄存器中，而不是间接获取向量大小。但这是非常边缘的，只有真正紧密的、高度优化的循环才需要这种处理（并且只有在分析并发现这是一个好处之后），因为在这方面事情并不总是像您期望的那样工作。

Answer 6

只有在确实是性能问题时才开始手动优化此类内容。然后测量差异。否则，您将产生大量难以维护的丑陋代码，这些代码更难以调试并且使用效率较低。如果循环内的大小没有改变，大多数领先的编译器可能会优化它。

但即使它没有被优化掉，那么它也可能会被内联（因为模板默认是内联的）并且几乎不需要任何成本。