为什么 if 语句和变量声明比循环中的加法更快？答案

【问题标题】：Why is a if statement and a variable declaration faster than a addition in a loop?为什么 if 语句和变量声明比循环中的加法更快？
【发布时间】：2017-07-25 01:19:48
【问题描述】：

如果我们有这样声明变量的 if 语句：

#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main() {

    int res = 0;

    clock_t begin = clock();
    for(int i=0; i<500500000; i++) {
        if(i%2 == 0) {int fooa; fooa = i;}
        if(i%2 == 0) {int foob; foob = i;}
        if(i%2 == 0) {int fooc; fooc = i;}
    }
    clock_t end = clock();
    double elapsed_secs = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;

    cout << elapsed_secs << endl;

    return 0;
}

结果是：

1.44

Process returned 0 (0x0)   execution time : 1.463 s
Press any key to continue.

但是，如果是的话：

#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main() {

    int res = 0;

    clock_t begin = clock();
    for(int i=0; i<500500000; i++) {
        res++;
        res--;
        res++;
    }
    clock_t end = clock();
    double elapsed_secs = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;

    cout << elapsed_secs << endl;

    return 0;
}

结果是：

3.098

Process returned 0 (0x0)   execution time : 3.115 s
Press any key to continue.

为什么加法或减法的运行时间比带有变量声明的 if 语句要长？

【问题讨论】：

因为带有变量声明的 if 语句实际上什么都不做，因此它不存在。 E：虽然现在我看了一下，这些循环都没有做任何事情，所以为了得到任何经过的时间，你必须在编译时抑制优化。这使得结果毫无意义，但这也意味着我最初的猜测不适用。
检查您的汇编代码以查看优化效果。
Here's an example of how pre and post incrementors work in C
当编译器因禁用优化而瘫痪时，查看生成的代码的运行时是没有用的。使用-O2 或/O2 重试。
你的测试完全没有意义。编译器有权根据“as-if”规则完全消除第一个循环，无论是否指定优化。

标签： c++ loops

【解决方案1】：

几乎可以肯定，这种差异是由于编译器优化造成的。您必须查看程序集才能确定，但这是我对发生的事情的看法：

在第一个示例中，优化器很容易意识到ifs 的主体无效。在每个if 的局部变量中，声明、分配并立即销毁。所以ifs 被优化掉了，留下一个空的for 循环也被优化掉了。

第二个例子中的情况总体上并不是那么微不足道。微不足道的是，循环体归结为单个res++，很可能会进一步优化为++res。但是因为res 不是循环的局部，优化器必须考虑整个main() 函数来实现循环无效。很可能它没有这样做。

结论：在目前的形式下，测量是没有意义的。禁用优化也无济于事，因为您永远不会为生产构建这样做。如果您真的想深入研究，我建议您观看CppCon 2015: Chandler Carruth "Tuning C++: Benchmarks, and CPUs, and Compilers! Oh My!"，以获得有关如何在此类情况下处理优化器的重要建议。

【讨论】：