为什么有或没有常量修饰符会使效率相差 4 倍

Why with or without const Modifier make efficiency diff 4 times?

本文关键字：效率 常量 为什么      更新时间：2023-10-16

为什么有或没有常量修饰符会使效率相差 4 倍？这段代码需要大约 16 秒才能在我的 PC 中完成。但是如果我做一个小的更改，比如将 mod 声明为 const int 或移动主体中的 mod 声明，或者将 i 更改为 int 类型，执行时间减少到 4 秒。（我使用带有默认参数的 g++ 编译此代码）

这是此代码的汇编代码，左侧部分使用非 const int mod 生成，另一部分使用 const int mod 声明生成。

只有当我声明 i 为 long 并且 for 循环中的运算符是 '%' 时，才会出现大效率。否则，性能仅相差约 10%。

// const int mod = 1000000009; 
int mod = 1000000009; 
int main(){
    // int mod = 1000000009; 
    int rel = 0;
    for(long long i=1e9; i<2*(1e9); i++){
        rel = i % mod;
    }
    return 0;
}

因为当你添加 const 时，编译会把它改成常量值并写入汇编代码中，但是当你不添加 const 时，该值会被加载到寄存器中，所以每次必须使用它时都必须查询它

将内存中的mod值加载到寄存器中时，生成的汇编代码是不同的。

例如，这是使用基于 x64 的处理器的 Visual Studio 2013 编译器时获得的结果：

对于int mod = 1000000009： 

mov  eax,dword ptr ds:[xxxxxxxxh]  ;  xxxxxxxxh = &mod
cdq
push edx
push eax

对于const int mod = 1000000009：

push 0
push 3B9ACA09h  ;  3B9ACA09h = 1000000009

const变量可能会也可能不会占用堆栈上的空间 - 这取决于编译器。但是，在大多数情况下，常量变量的用法将被其常量值所取代。考虑：

const int size = 100;
int* pModify = (int*)&size;
*pModify = 200;
int Array[size];

当你使用*pModify时，它将呈现200，但数组的大小将仅100元素（忽略允许可变大小数组的新功能的编译器扩展）。只是因为编译器用[100]替换了[size]。当你使用size时，它大多只是100。

在那个循环中，%mod只是被替换为%1000000009。少了一个读内存（加载）指令，这就是它执行速度快的原因。

但是，必须注意的是，编译器的行为很聪明，非常聪明，所以你无法猜测它可能应用了什么优化技术。它可能已经删除了所有循环（因为它对编译器来说似乎是无操作的）。

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