是否建议在循环内声明变量？

Question

据我所知，在循环内声明变量的效率低于在外部声明并在循环内修改它。

例子：

std::list<<double> l;
for(int i = 0; i < 100000; ++i)
{
    double a;
    a = 500.0 * i;
    l.append(a);
}

另一个带指针的例子：

std::list<<double *> l;
for(int i = 0; i < 100000; ++i)
{
    double* a;
    *a = 500.0 * i;
    l.append(a);
}

这些示例没有足够的意义，但我只想表明在循环内声明了双精度和指针。

问题是，变量的作用域和循环是一样的，所以当循环进行迭代时，它会破坏变量然后再次声明它吗？或者它只是停留在堆中直到for 循环结束？这样做的效率如何？是不是很浪费资源？

我像在 C++ 中一样对其进行编码。

提前致谢！

Answer 1

在内存使用方面，大多数实现没有区别。通常创建堆栈帧以容纳函数内任何位置声明的所有变量。

但是，如果该类型具有构造函数和/或析构函数，则在每次循环迭代时调用它可能会有额外的开销。如果该类型分配自己的内存（例如std::vector），那么这些分配和释放也将在每次循环迭代时发生，而不是只发生一次。

也就是说，如果不需要超过一次迭代，您仍然应该从在循环内声明变量开始！很容易忘记清除任何以前的值，这会很快导致错误。最好先让它正确，然后再优化。

Answer 2

首先

double* a;
*a = 500.0 * i;

是完全错误的。它调用未定义的行为，因为a 没有指向double。不要写这样的代码。不要指望指针会变魔术。指针指向某个地方，这就是他们所做的。要存储double，您需要double，而不仅仅是指针。

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不要害怕在循环中引入一个临时的double。一个好的编译器会注意到，无论您是像以前那样编写代码还是代码是这样的，最终结果都绝对没有区别：

std::list<double> l;
for(int i = 0; i < 100000; ++i)
{
    l.append(500.0 * i);
}

因此，我希望编译器为三个版本中的任何一个发出相同的输出。见What exactly is the "as-if" rule?。

为了清晰和可读性，您应该编写代码。

您想在每个迭代器中使用相同的a，还是在每次迭代中使用不同的a？这就是决定在循环内部或外部声明a 的原因。您可以引入一个范围以将a 的范围限制为尽可能窄，即使在循环之外声明它也是如此：

 std::list<double> l;
 { 
     double a = 0.0;
     for (int i = 0; i <100000; ++i) {
          l.append(a);
          a += 500.0;
     }
 }

Answer 3

作为一般规则，我会说尽可能推迟变量定义。它将帮助您拥有干净的代码和更高效的程序。

但对于循环的情况，情况有点不同。假设我们有两个这样的循环：

// loop 1 - define variable outside the loop
MyType t;
for(auto x : x_container)
{
   t = DoSthAndGetT(x);
   // the rest of the code
}

// loop 2 - define variable inside the loop
for(auto x : x_container)
{
   MyType t(DoSthAndGetT(x));
   // the rest of the code
}

对于循环 1，您需要调用一个构造函数、一个析构函数和 n 个赋值。 对于循环 2，您有 n 个构造函数和 n 个析构函数

因此，考虑到构造函数、析构函数和赋值的繁重，您可以决定选择的方法。