迭代器循环会多次调用 end() 吗？答案

【问题标题】：Would Iterator loop call end() for many times?迭代器循环会多次调用 end() 吗？
【发布时间】：2016-11-10 17:09:23
【问题描述】：

#include <vector>
#include <iostream>

class Range {
    typedef typename std::vector<int> Vec;
    typedef typename Vec::iterator Iterator;
public:
    Range(Vec& vec, const int start_id, const int size)
            : vec_{vec},
              it_begin_{vec_.begin() + start_id},
              it_end_  {vec_.begin() + start_id + size}
    {}
    Iterator& begin() {return it_begin_;}
    Iterator& end()   {return it_end_;}
private:
    Vec& vec_;
    Iterator it_begin_;
    Iterator it_end_;
};

int main()
{
    std::vector<int> a;
    a.resize(100);
    Range range(a,0,10);
    for (auto it = range.begin(); it != range.end(); ++it) { // Line A
        std::cout << it - range.begin() << "\n"; // Line B
    }
}

Assembly here

假设我使用优化（如g++ -Ofast）。

在 A 行，程序是否会多次调用range.end()，而不是保存 range.end() 的值并在循环的每次迭代中与该值进行比较？

在 B 行，程序是否会多次调用range.begin()，而不是为整个循环保存range.begin() 的值，然后在循环的每次迭代中从中减去该值？

【问题讨论】：

为什么不编译并检查程序集？
呃。我以为每个人都会知道……（除了我不知道）。

标签： c++ loops iterator

【解决方案1】：

在您的代码中，优化器可以看到begin() 和end() 的实现。它可以内联它们，并将不变量提升到循环之外。

如果begin() 和end() 与main() 在不同的翻译单元中，答案可能会有所不同，因为链接时间对于此类优化通常为时已晚。

【讨论】：

【解决方案2】：

很难预测优化器在给定的优化级别上会做什么和不会做什么。虽然这种特殊的转换是微不足道的，并且通常在允许内联时完成，但不能保证。

如果有疑问，我会遵循古老的俄语谚语，大致翻译为“相信优化器，但不要自己做傻瓜！”。所以我会使用一个 const 变量来存储调用的结果。它将首先使代码更具可读性，并且作为一个很好的副作用，它可能会帮助一些自相矛盾的优化器。一个好的优化器无论如何都会消除这个变量。

【讨论】：

在这里，我想我们称之为“信任，但要验证”。

【解决方案3】：

.end() 成员的访问具有恒定的复杂性，它被读取一次并用作循环中的限制。您可以查看this 示例以获取map 容器，但它也适用于其他容器。

【讨论】：