C++ 编译器优化是否可以在for循环'；有条件吗？

我在阅读有关散列函数的文章（我是一名中级CS学生）时遇到了以下问题：

int hash (const string & key, int tableSize) {
    int hasVal = 0;

    for (int i = 0; i < key.length(); i++)
        hashVal = 37 * hashVal + key[i];

    .....
    return hashVal;
}

int散列（常量字符串和键，int表大小）{
int hasVal=0；
对于（int i=0；i

我在查看这段代码时注意到，如果在for循环中而不是每次调用key.length（），则速度会更快：

int n = key.length();
for (int i = 0; i < n; i++)

int n=key.length（）；
对于（int i=0；i

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我的问题是，既然这是一种明显的略微提高性能的方法，编译器会自动为我们这样做吗？我还不太了解编译器，但我对这个问题的答案很好奇。当编写代码以使用较少的操作时，人们经常指出，我所做的事情通常已经由编译器为我完成了，因此我在浪费时间，而是在做内联函数之类的事情。我之所以关心这个问题，是因为我正在编写一个游戏，在这个游戏中，物理处理需要高效，这样事情就不会觉得笨重了

有两个地方需要优化

更聪明的编译器会对短函数进行内省，看看它们是否对

if

子句有影响。可能大多数编译器将

内联
调用，使其与您编写的内容等效

与更“随机”的

if

相比，在cpu级别上的分支预测也会使它（实质上）更快。

上的一个首要问题显示了这方面的一个很好的核心例子

编辑：

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我之前假设声明方法

length（）const

就足够了。但它太弱了。方法仍然可以在不改变对象状态的情况下抛出随机内容。然而，我100%确信，优秀的编译器会像我描述的那样进行内省函数和方法。

这是一个非常依赖于编译器的答案。唯一确定的方法是生成汇编程序，并查看它创建的内容（我建议您学习如何使用您的编译器并尝试一下，这非常有启发性*）

优化并不明显-编译器可以执行该优化，但前提是确保

.length（）

不会更改-即没有其他线程可以访问数据，并且它能够确定循环中没有任何内容会更改

.length（）

后者很容易检查，因为它是常量字符串，但前者则不然。话虽如此，我希望编译器假定它在中等优化水平下处处都是常量

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*双关语；抱歉。

简短的回答：有时它会

长答覆：

如果编译器可以根据循环本身确定key.length（）是一个“常量”值，那么它将能够优化调用。这又取决于所用类的定义（在本例中为

string

，我们可以预期它是“编写良好的”）。它还依赖于编译器理解循环不会以改变

key.length（）

的方式改变

key

这项工作的关键要素是函数是

inline

（或者是一个模板函数，

inline

需要允许它在不同的编译单元中多次包含，或者在同一个源文件中可用），并且源代码位于编译单元包含的头文件中

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当然，C++标准中没有编译器编译这个的要求。每次调用函数都完全符合标准

如果它是一个纯函数，也就是说，没有副作用，那么将

key.length（）

移出循环是安全的。如果编译器能够检测到这一点，那么我认为它很可能会执行优化

遗憾的是，与FORTRAN不同的是，C++没有标准的方法来标记纯的东西。如果函数是

inline

（或可内联），那么编译器就有了定义，并且可以自己计算出来，或者至少消除函数调用

将成员函数标记为

const

可以保证它不会影响当前实例，但原则上没有理由认为

key.length（）

无法更改某些全局变量，因此我怀疑这本身就足够了

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（有各种特定于编译器的方法来声明函数为纯函数——比如GCC和兼容编译器（Clang，Intel）中的

\uuuuu attribute\uuuuu（（纯））

。也许可以尝试一下这些方法，看看它们是否有什么不同？

从技术上讲，函数不必标记为内联函数即可内联，链接器可以跨编译单元进行更多优化。但是只有右标志和编译器版本，并且仍然允许不这样做。C++编译器不需要标记为“代码>内联< /代码>，编译器要将其内嵌；尽管有关键字名称，它实际上意味着一些不同的东西（允许多个定义）内联关键字或头文件的使用不再相关-删除该段落可能更有意义-它的减损比它多addsVendors还可以添加允许优化而不知道代码的属性。例如，GCC具有函数属性

pure

和

const

。