c++ for循环:条件的计算

C++ for loop: evaluation of condition

本文关键字：计算 条件 for 循环 c++      更新时间：2023-10-16

我有一个(傻吗?)关于循环的C/c++问题:

for (size_t i = 0; i < std::distance(begin, end); ++i) {
  a.push_back(i);
}

begin和end是两个迭代器。我的问题是，std::distance(begin, end)是否为循环中的每个元素计算?还是使用这个版本更好:

size_t dist = std::distance(begin, end);
for (size_t i = 0; i < dist; ++i) {
  a.push_back(i);
}

第二个版本更好。在第一个中，每次都计算条件(没有自动假设结果是不变的)。

是。第二个版本更好。

对于第一个版本，如果容器类型a为std::vector， 和 begin和end是a的迭代器，则push_back操作可能会导致vector的大小调整，从而使begin和end迭代器失效，并且在下一次迭代中使用它们来计算距离将调用未定义行为。在这种情况下，第二种方法不仅更好，而且定义良好。

如果没有优化，它实际上每次都是计算的。在优化的实践中，它不应该有什么不同。如果它不是每次都计算(例如，因为这是你最内在的事情)是至关重要的，你总是可以保险起见，选择第二个。

这很可能取决于编译器的优化。如果它们被关闭，std::distance将在每个循环中执行，这是肯定的。原因是迭代器可以在循环体内部被修改。

所以，如果你不改变迭代器，更喜欢第二个版本，即使它是非常小的优化。
在大多数情况下，这是一个个人选择的问题(如果这不是瓶颈，这是非常不可能的)。

EDIT 我的回答假设，您的代码中的begin和end是而不是向量(或无论它是什么)a的begin和end。如果是，那么你的问题的答案取决于你实际想做什么。

编译器是否可以执行优化(至少)取决于所涉及的类型。例如，如果begin和end是列表迭代器，a是列表，end是a末尾的迭代器，则这是一个无限循环(直到内存不足)。如果改变了程序的含义，编译器就不能进行"优化"。假定它不会改变程序的意义，否则您不会问这个问题，但是编译器仍然必须以某种方式排除这种可能性，例如通过跟踪end的值从它设置的位置。在某些情况下，这对您来说可能是显而易见的，但超出了编译器的能力来证明。

相反，如果begin和end是向量迭代器，那么实际上它们要么是指针，要么是指针的薄包装。然后编译器可以很好地看到它们的值在循环中永远不会改变，因此它们的距离永远不会改变，并进行优化。即使它没有进行优化，distance对于向量迭代器来说也是便宜的。因此，在这种情况下，优化可能并不那么重要。

与之相反，vector迭代器的检查实现在理论上可能包括检查自迭代器被获取后vector是否被重新分配(因此迭代器不再有效)的代码。这个事实可以在循环中更改，因此如果std::distance间接调用该检查，那么在该实现中它不能被提升。并不是说你通常会把检查迭代器和优化结合起来，但这是可能的。

与以往一样，优化是依赖于实现的。如果你真的关心，你需要看看你关心的编译器发出的代码。

无论如何，对于第二个代码片段有些人更喜欢这种风格:

for (size_t i = 0, dist = std::distance(begin, end); i < dist; ++i) {
  a.push_back(i);
}

它依赖于比较中的类型是相同的，但它避免将dist放入周围的作用域，在那里它不需要。

两者都具有相同的性能，因为任何体面的编译器都会将代码转换为第二个版本。如果编译器优化被关闭，使用第二个版本

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