c 是否优化了 for 循环的检查部分？

Question

使用下面的代码，min 函数实际会被调用多少次

for (int i = 0; i < min(size, max_size); i++) {
   //Do something cool that does not involve changing the value of size or max size
}

编译器会注意到他们可以计算最小值并注册它，还是我应该在进入循环之前显式创建一个变量来保存该值？什么样的语言能够对此进行优化？

作为一个扩展，如果我在一个类似循环的面向对象语言中，除了看起来更像这样

for (int i = 0; i < object.coolFunc(); i++) {
   //Code that may change parameters and state of object but does not change the return value of coolFunc()
}

什么会被优化？

Answer 1

只要启用了优化，任何好的编译器都会通过对其中的明显不变的子表达式进行一次评估来优化for 循环的控制表达式。这里，“不变”意味着子表达式的值在循环执行时不会改变。 “可见”意味着编译器可以看到表达式是不变的。有些事情会干扰这一点：

• 假设在循环中调用了某个函数，并将size 的地址作为参数传递。由于该函数的地址为size，它可以改变size 的内容。也许函数没有这样做，但编译器可能无法看到函数的内容。它的源代码可能在另一个文件中。或者函数可能非常复杂，编译器无法对其进行分析。那么编译器看不到size没有变化。

• min 不是标准的 C 函数，因此您的程序必须在某个地方定义它。如上所述，如果编译器不知道 min 做了什么，或者编译器分析起来过于复杂（在这种特殊情况下不太可能，但通常情况下），编译器可能无法看到它是pure function.

当然，C 标准不保证这种优化。但是，随着您在编程方面变得有经验，您对编译器和其他工具的知识应该会增长，并且您将熟悉对好的工具的期望，并且您还将学会提防上述问题。对于简单的表达式，您可以期望编译器进行优化。但是您需要对可能干扰优化的事情保持警惕。