在循环中使用非整数计数器会改变性能吗？答案

【问题标题】：Does it change performance to use a non-int counter in a loop?在循环中使用非整数计数器会改变性能吗？
【发布时间】：2009-04-02 22:42:15
【问题描述】：

我只是好奇，在任何地方都找不到答案。通常，我们在循环中使用整数作为计数器，例如在 C/C++ 中：

for (int i=0; i<100; ++i)

但我们也可以使用短整数甚至字符。我的问题是：它会改变性能吗？它少了几个字节，因此节省的内存可以忽略不计。如果我知道计数器不会超过 100，那么如果我使用 char 会造成任何伤害，这只会让我很感兴趣。

【问题讨论】：

标签： performance for-loop int

【解决方案1】：

可能使用平台的“自然”整数大小将提供最佳性能。在 C++ 中，这通常是 int。但是，差异可能很小，您不太可能发现这是性能瓶颈。

【讨论】：

它有时确实会发生。在最近的一个标题中，分析器告诉我，我们在迭代器中花费了 7% 的 CPU 用于一个无处不在的容器类。经过调查，我发现它的索引类型使用了缩写；将其更改为 int 会使该函数低于 1%。

【解决方案2】：

取决于架构。在 PowerPC 上，使用除 int 以外的任何内容（或任何原生字长）通常会导致巨大的性能损失——例如，不要使用 short 或 char。 Float 也即将推出。

您应该在您的特定架构上计时，因为它会有所不同，但在我的测试用例中，使用 short 而不是 int 会降低约 20% 的速度。

【讨论】：

【解决方案3】：

我无法提供引用，但我听说您经常使用 short 或 char 会产生一点性能开销。

内存节省是不存在的，因为它是一个临时堆栈变量。它所在的内存几乎肯定已经被分配了，你可能不会通过使用更短的内存来节省任何东西，因为下一个变量可能无论如何都希望与更大的边界对齐。

【讨论】：

【解决方案4】：

你可以在 for 中使用任何你想要的合法类型；它不必是完整的，甚至是内置的。例如，您也可以使用迭代器：

for( std::vector<std::string>::iterator s = myStrings.begin(); myStrings.end() != s; ++s )
{
...
}

会不会对性能产生影响，归结为你使用的算子是如何实现的问题。所以在上面的例子中，这意味着 end()、operator!=() 和 operator++()。

【讨论】：

【解决方案5】：

这不是一个真正的答案。我只是在探索 Crashworks 对 PowerPC 的评价。正如其他人已经指出的那样，使用映射到本机字长的类型应该会产生最短的代码和最佳的性能。

$ cat loop.c
extern void bar();

void foo()
{
    int i;

    for (i = 0; i < 42; ++i)
        bar();
}

$ powerpc-eabi-gcc -S -O3 -o - loop.c
.
.
.L5:
        bl bar
        addic. 31,31,-1
        bge+ 0,.L5

short i 与 int i 完全不同，看起来也不会表现得那么好。

.L5:
        bl bar
        addi 3,31,1
        extsh 31,3
        cmpwi 7,31,41
        ble+ 7,.L5

【讨论】：

【解决方案6】：

不，它确实不应该影响性能。

【讨论】：

【解决方案7】：

输入一个快速程序（您已经完成了最复杂的行）并对其进行分析可能比在这里问这个问题要快。 :-)

FWIW，在默认使用 bignums 的语言（Python、Lisp 等）中，我从未见过循环计数器是瓶颈的配置文件。检查类型标签并不昂贵——最多几个指令——但可能比（修复）整数和短整数之间的差异更大。

【讨论】：

【解决方案8】：

可能不会，只要您不使用float 或double。由于内存很便宜，您最好只使用int。

【讨论】：

【解决方案9】：

理论上，一个 unsigned 或 size_t 应该会给你更好的结果（哇，简单的人，我们正在尝试针对邪恶进行优化，并反对那些大喊“过早”的废话。这是新趋势）。

但是，它也有其缺点，主要是经典的一个：搞砸了。

Google 开发人员似乎避免使用它，但它是对抗 std 或 boost 的皮塔。

【讨论】：

在哪些架构上未签名会产生更好的结果？

【解决方案10】：

如果你用优化编译你的程序（例如，gcc -O），那没关系。编译器将为该值分配一个整数寄存器，并且永远不会将其存储在内存或堆栈中。如果您的循环调用一个例程，gcc 将分配变量 r14-r31 之一，任何被调用的例程都将保存和恢复该变量。因此，请使用 int，因为这不会让阅读您的代码的人感到惊讶。

【讨论】：