你的for循环真的高效吗——优化for循环第一章

在我们所写的程序中，几乎没有不用到for循环的，但是，对于for循环，很多人确实效率很低的，包括我看得很多代码，for循环的执行效率非常低，下面我就举个例子来说明：

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#include <stdio.h>
char *string="zhangbo";
int main(int argc,char **argv)
{
int i;
for(i=0;i<strlen(string);i++)
printf("%i/n",i);
return (0);
}
#include <stdio.h>
char *string="zhangbo";
int main(int argc,char **argv)
{
int i;
for(i=0;i<strlen(string);i++)
printf("%i/n",i);
return (0);
}

这个上边的程序程序我想大家都明白，那我问问读者，你知道这个程序的效率是多少吗？

你肯定不屑的说，不就是n吗？其实，你错了，你说的n只是在算法层面上的优化，其实对于底层的优化还没做好，这段代码的效率是n^2（n的平方），为什么？是这样的，我们在每次循环的时候，都会调用strlen函数，这个函数的效率也是n，所以，我们要再加一个变量，比如下边所看到的，

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#include <stdio.h>
char *string="zhangbo";
int main(int argc,char **argv)
{
int i,k;
k=strlen(zhangbo);
for(i=0;i<k;i++)
printf("%i/n",i);
return (0);
}
#include <stdio.h>
char *string="zhangbo";
int main(int argc,char **argv)
{
int i,k;
k=strlen(zhangbo);
for(i=0;i<k;i++)
printf("%i/n",i);
return (0);
}

这个程序的效率是2n，当n很大时，我就不说了。

再看这个例子：

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#include <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int i,m,k1，k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8;
m=10000000;

for(i=0;i<m;i++){
k1++; k5++;
k2++; k6++;
k3++; k7++;
k4++; k8++;
}
return (0);
}
#include <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int i,m,k1，k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8;
m=10000000;

for(i=0;i<m;i++){
k1++; k5++;
k2++; k6++;
k3++; k7++;
k4++; k8++;
}
return (0);
}

我们再看这个for循环，我们是让这些数每次循环都加1，这个效率也不是达到了最优，是这样的，在每次for循环的时候，编译器会给变量i，变量m每个独占一个寄存器，因为是循环嘛，编译器给i和m也是为了效率考虑，不用再向寄存器加载每次循环的判断变量了，但是，一般基于Intel的处理器都只有8个通用寄存器，这样，我们就剩下了6个寄存器给for循环里的内容中的变量使用，但是，我们的变量有8个，我们这时会在把其他的变量入栈，这样，我们的效率变低了，每次出战或者入栈都会消耗两个CPU时钟周期，这样，我们就总共满了8个周期，但是，如果更多呢？呵呵！

我们可以这样该我们的程序；

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#include <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int i,m,k1，k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8;
m=10000000;

for(i=0;i<m;i++){
k1++; k5++;
k2++; k6++;
}
for(i=0;i<m;i++){
k3++; k7++;
k4++; k8++;
}
return (0)
}
#include <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int i,m,k1，k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8;
m=10000000;

for(i=0;i<m;i++){
k1++; k5++;
k2++; k6++;
}
for(i=0;i<m;i++){
k3++; k7++;
k4++; k8++;
}
return (0)
}

这样的效率就得到了很大改善！

结束话：故天将大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，增益己所不能！——孟子

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