我怎样才能增强这个for循环答案

【问题标题】：How can I enhance this for loop我怎样才能增强这个for循环
【发布时间】：2014-06-18 07:40:05
【问题描述】：

我使用 sublime text 作为我的文本编辑器，而且我总是这样编写我的 for 循环：

for(int i = 0; i < lengthOfSomething; i++){}

最近我在查看编辑器的代码提示，我注意到它说“Enhaced For Loop”，它向我展示了这个：

for(int i = lengthOfSomething - 1; i >= 0; i--){}

我很好奇这是如何“增强”的，以便我可以知道以及其他任何可能好奇的人？

【问题讨论】：

这可能会让你感兴趣stackoverflow.com/questions/1656506/…
@JosephHelfert 很有趣，谢谢分享
您可能对我刚刚在 javascript 中使用两种循环格式运行了一些测试感兴趣。两种循环格式的性能相同。这是一个小样本和少量迭代，但我怀疑即使有大量迭代，它仍然会有相同的性能。
这很有趣，我相信这与使用的语言有很大关系。 @barakmanos 回答中似乎确实少了一项操作
@armanali 我还发现，就速度而言，如果您只是想将一个值与数组中的所有值进行比较（如果这是您正在使用的），那么 for 循环就很多了更清洁地查看和阅读。我最近不得不根据数组中的所有值检查一个值，编写一个带有 for 循环的函数比编写一个 if 或 switch 语句来检查所有值要短得多。

标签： java jquery c++ performance for-loop

【解决方案1】：

我不确定“增强的 for 循环”是什么。每当我听到增强的 for 循环时，我都会想到类似 https://blogs.oracle.com/CoreJavaTechTips/entry/using_enhanced_for_loops_with。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是旧编译器和解释器（在旧芯片架构上）的保留，它们的加法比减法稍慢。

现代编译器和解释器（加上现代芯片架构）确实没有这个问题。

有关此问题的更多详细信息，请参阅JavaScript loop performance - Why is to decrement the iterator toward 0 faster than incrementing。

【讨论】：

【解决方案3】：

如图所示：-http://www.cis.upenn.edu/~matuszek/General/JavaSyntax/enhanced-for-loops.html

遍历数组所有元素的常用方法为了使用“标准”for 循环，例如，

for (int i = 0; i < myArray.length; i++) {
    System.out.println(myArray[i]);
}

所谓的增强的 for 循环是一种更简单的方法来做同样的事情。（语法中的冒号可以读作“in”）

for (int myValue : myArray) {
    System.out.println(myValue);
}

在 Java 5 中引入了增强的 for 循环，作为一种更简单的方式来遍历集合的所有元素（这些页面中不包含集合）。它也可以用于数组，如上例所示，但这不是最初的目的。

增强的 for 循环简单但不灵活。当您希望按从头到尾的顺序遍历数组元素时，可以使用它们，并且您不需要知道当前元素的索引。在所有其他情况下，“标准”for 循环应该是首选。两种额外的语句类型，break 和 continue ，还可以控制增强型 forloop 的行为。

高级

break 和 continue 语句可以与语句标签一起使用

【讨论】：

示例代码没有将 for-in 循环显示为增强循环，但是关于 for-in 增强循环的优点。
可能是因为格式化，因为我无法像在移动设备上那样格式化，请格式化这个答案
@artlessnoise 并不是要成为一种特定的语言，而只是对哪种语言更好或更“增强”的一般知识
@artlessnoise 我确实添加了一些在这个问题的答案中使用次数较多的语言。

【解决方案4】：

第一个 for 循环与第二个 for 循环相比，包含一个额外的 Load 操作，该操作在每次迭代时执行（当 CPU 加载变量 lengthOfSomething 的值时） )。

话虽如此，如果启用编译器优化，这个 Load 操作可能会被消除，因为变量 lengthOfSomething 的值在整个循环执行过程中保持不变。

你可以通过比较每个循环的反汇编代码来更好地理解这一点。

在第一个循环中，每次迭代都会执行以下操作：

mov eax,dword ptr [i]
add eax,1
mov dword ptr [i],eax
mov eax,dword ptr [i]
cmp eax,dword ptr [lengthOfSomething]

在第二个循环中，每次迭代都会执行以下操作：

mov eax,dword ptr [i]
sub eax,1
mov dword ptr [i],eax
cmp dword ptr [i],0

如您所见，第一个循环包含额外的mov eax,dword ptr [i] 操作。这是因为 CPU 架构支持比较一个内存内容和一个常量，但不支持比较两个内存内容。请注意，上面示例中的反汇编代码是由 Microsoft Visual C++ 2010 的编译器生成的，并且禁用了编译器优化。但可以合理地假设其他编译器会生成类似的反汇编代码。

好的，所以在上面的例子中，实际的改进是由于第一个循环比较两个变量（因此其中一个必须加载到寄存器中），而第二个循环比较一个变量和一个常量（ CPU 架构支持的操作）。但与第一个循环相比，第二个循环中的变量访问操作更少。

【讨论】：

只有在您实际检查每次迭代的长度时才适用。从问题中的代码很难看出这一点。最佳做法是在循环之前将长度分配给变量。如果这样做了，则不会发生额外的执行。
@Nick Zimmerman：说什么？？？在第一个循环中，每次迭代都会检查条件i < lengthOfSomething。此条件包含 CPU 需要加载的 2 个变量。在第二个循环中，每次迭代都会检查条件i >= 0。此条件包含 CPU 需要加载的 1 变量。
@barak manos 如果是变量，它的值会被解释器缓存，不会每次都执行load。如果你正在做某事.length 那么你会得到额外的执行。
@Nick Zimmerman：翻译？？？？？？这不是 Python。如果有的话，该值可以在运行时由 CPU 缓存。但这里不是这样。案例是 - 编译器如何“选择”将此源代码转换为机器操作列表。对于i < lengthOfSomething，它必须为每个变量添加一个 Load 操作（除非启用了编译器优化，正如我在答案中明确指出的那样）。在运行时，CPU 可能能够利用缓存的一些优势。它可能会，也可能不会 - 取决于缓存启发式。
但整个事情只会发生在第一个循环中。在第二个循环中，这不会成为问题，因此提高了性能......明白了吗？

【解决方案5】：

我怀疑这个问题的答案与性能有很大关系。我用 c++ 编写了每个 for 循环的版本，并使用 GCC 来获得生成的 ASM。 “增强型 For 循环”（第 2 版）实际上比“非增强型 For 循环”多一条指令 subl $1, -8(%rbp)。

无论哪种方式，性能差异都可以忽略不计。这种代码选择应基于代码的可读性以及您是否希望将 for 循环内的操作应用于正向或反向的元素。 IE 从列表的开头或列表的结尾搜索。

for 循环的第一个版本：

int main(int argc, char* argv[])
{
    int lengthOfSomething = 10;
    int valueToInc = 0;

    for(int i = 0; i < lengthOfSomething; i++)
    {
        valueToInc += i;
    }
}

生成的 ASM

    .file   "main.cpp"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -20(%rbp)
    movq    %rsi, -32(%rbp)
    movl    $10, -12(%rbp)
    movl    $0, -4(%rbp)
    movl    $0, -8(%rbp)
    jmp .L2
.L3:
    movl    -8(%rbp), %eax
    addl    %eax, -4(%rbp)
    addl    $1, -8(%rbp)
.L2:
    movl    -8(%rbp), %eax
    cmpl    -12(%rbp), %eax
    jl  .L3
    movl    $0, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 4.8.2 20140206 (prerelease)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

for 循环的第二个版本：

int main(int argc, char* argv[])
{
    int lengthOfSomething = 10;
    int valueToInc = 0;

    for(int i = lengthOfSomething - 1; i >= 0; i--)
    {
        valueToInc += i;
    }
}

生成的 ASM

    .file   "main2.cpp"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -20(%rbp)
    movq    %rsi, -32(%rbp)
    movl    $10, -12(%rbp)
    movl    $0, -4(%rbp)
    movl    -12(%rbp), %eax
    subl    $1, %eax
    movl    %eax, -8(%rbp)
    jmp .L2
.L3:
    movl    -8(%rbp), %eax
    addl    %eax, -4(%rbp)
    subl    $1, -8(%rbp)
.L2:
    cmpl    $0, -8(%rbp)
    jns .L3
    movl    $0, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 4.8.2 20140206 (prerelease)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

【讨论】：