编译器会优化这个for循环吗？ 在C++或C++中，如果编译器遇到了< >，其中计数器从 0 > n>代码>，而 n>代码>是变量（不是函数调用，并且不是常数< /强>），编译器是否通过检查变量 n< /代码>（绑定变量）来优化循环吗？将在循环期间更改（为写入而访问，例如：n可以是在循环之前计算的字符串长度），这里的优化是指将其值复制到寄存器以避免内存访问

以下是一个例子：

for (int c = 0; c < n; c++) {
    // do something not related to n
}

for（int c=0；c

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编译器会注意到这一点并对其进行优化吗

是的，至少GCC和大多数其他编译器会这样做。如果您试图查看for循环变量是什么，当您使用-O1或更高版本编译时，调试器会说该变量已优化。当然，编译器不需要这样做。这就是标准所说的

for声明

for (for-init-statement; conditionopt; expressionopt) statement

相当于

{
    for-init-statement
    while (condition) {
        statement
        expression
    }
}

c/c++编译器是否会通过检查变量n（绑定变量）在循环过程中是否会更改来优化循环

“仿佛”规则允许编译器重新排序或重新编写代码，只要可观察的效果是“仿佛”它执行了您编写的代码

这里的关键词是“可观察”。除非可以证明

n

在循环体的执行过程中不能更改，否则循环必须为每次迭代重新计算

c

如果编译器可以访问循环中的所有代码（例如，它是在同一个编译单元中定义的，或者全局优化在链接过程中有另一个外观，

n

从不被引用或指针混淆），那么它很可能能够证明

n

没有变化

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在这种情况下，看到循环以某种方式得到优化，您不应感到惊讶。

结果取决于使用的编译器

编译器可以为n使用处理器寄存器，您仍然可以在循环中修改n。所以最小优化是可能的

如果有指向n的指针，并且使用指针间接更改n的值，则将变量的值放入处理器寄存器可能会导致“混叠”问题

例如：

int n = 4;
int *nptr = &n;
for(int i = 0; i < n; ++i)
  --*nptr;

int n=4；
int*nptr=&n；
对于（int i=0；i

编译器必须知道nptr是n的别名，因此每次访问时都必须从内存中读取n，但在许多情况下，编译器根本没有机会知道n和nptr之间的关系

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您可以使用volatile关键字阻止编译器优化变量（即

volatile int n=4；

）

您应该尝试编译并自己查看。编译器中的优化取决于几件事

无论如何，为了回答你的问题，我唯一能做的就是向你提供一个与你的问题最为相似的具体案例

代码很简单：

#include <string>

int main(int argc, char *argv[]) {
  std::string str = "this_is_a_string";
  int size = str.size();
  for (int i = 0; i < size; ++i) {
    str += std::to_string(i);
  }
  return 0;
}

#包括
int main（int argc，char*argv[]）{
std:：string str=“这是一个字符串”；
int size=str.size（）；
对于（int i=0；i

结果汇编代码为（对于不同的优化级别）：

GCC 6.2-O0

movl$0x0，-0x14（%rbp）//int i=0；
mov-0x14（%rbp），%eax//将i加载到寄存器中
cmp-0x18（%rbp），%eax//加载大小并与寄存器中的i进行比较
jge 401317//如果>=

GCC 6.2-O1

//初始化已启动
添加$0x1，%ebx//++i（现在i存储在寄存器中）
cmp%ebx，-0x5c（%ebp）//比较i和大小（从内存加载）
je 0x80488a3//如果=（而不是>=）则跳转

GCC 6.2-氧气 相同的

-O1

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已使用的代码，以及程序集。

请尝试。（填充…）也取决于编译器，我想。到这里看看会发生什么：尝试使用

-O0

，

-O1

编译代码，或者

-O2

并查看GCC如何使用这些选项中的每一个选项也取决于您在for循环中所做的工作，如果它没有明显的副作用，它可以优化整个过程。它必须确实确保这样的变量没有改变；如果

n

既不是局部变量，也不是内部链接变量（例如，它是全局或对象字段），并且循环体调用函数（特别是在其他TU中定义的函数），那么编译器执行此类优化（可能使用LTCG）是极其困难的。这就是为什么通常在这些情况下，您希望确保循环限制变量是局部变量的原因。这是一个非常危险的假设。这取决于太多的因素，包括循环中的代码或目标体系结构。一般来说，这是错误的。这完全是错误的。允许编译器将

n

存储在寄存器中，前提是它可以证明它在其他地方没有别名（即，没有指向相同内存或某物的指针），但在一般情况下，这很难证明，特别是如果

n

是全局或文件范围的，或者如果您曾经在某个地方传递过指向

n

的指针。此外，系统上只有这么多寄存器，编译器可能必须在循环体中使用它们。尤其是x86-32系统，它有少量的寄存器，以及许多对它们进行破坏的指令。在这里，你不能假设“是”，在我检查的情况下，编译器对寄存器进行了优化，答案的其余部分解释说不需要优化（所有优化都是如此）。我可以生成一个不会将其放入寄存器的情况。由于问题仅将循环体描述为

//执行与n

无关的操作，因此答案是“有时可能”，而不是“是”。后面你说编译器不必做的那部分我

 movl   $0x0,-0x14(%rbp)    // int i = 0;
 mov    -0x14(%rbp),%eax    // load i into the register
 cmp    -0x18(%rbp),%eax    // load size and compare with i in the register
 jge    401317 <main+0x91>  // jump if >=

 // initialization up
 add    $0x1,%ebx         // ++i (now i is stored in register)
 cmp    %ebx,-0x5c(%ebp)  // compare i and size (which is load from memory)
 je     0x80488a3 <main(int, char**)+136>  // jump if = (and not >=)