关于循环速度的问题

Question

我有以下两个循环：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

using namespace std;
int main(){

    int start=clock();
    for (int i=0;i<100;i++)
        cout<<i<<" "<<endl;
    cout<<clock()-start<<"\n"<<endl;
    cout<<"\n";

    int start1=clock();
    for (int j=0;j<100;++j)
        cout<<j<<" "<<endl;
    cout<<"\n";
    cout<<clock()-start1<<" \n "<<endl;

    return 0;
}

我运行了三次。在前两次运行中，第二个循环最快，但在第三次运行中，第一个循环最快。这意味着什么？哪个更好？这要看具体情况吗？

Answer 1

循环的运行时间绝大多数由输入输出操作决定。这意味着您观察到的时间 1) 与循环的实际性能无关（即 i++ 与 ++j），2) 几乎不可预测，并且不稳定（本质上是随机的）。

换句话说，你的实验毫无意义。这绝对没有任何意义。

最后，在不使用内置++运算符结果的情况下，后缀和前缀增量之间绝对没有区别。在任何合理的编译器中，两个循环都将具有完全相同的性能。

Answer 2

在您的情况下，这可能是标准测量误差，使用后增量或前增量并不重要。对于标准类型（int、byte ...）来说这并不重要。

但是您应该习惯使用预自增，因为如果您在类上使用它们，则会产生性能影响，具体取决于这些运算符的实现方式。后自增运算符 i++ 必须复制对象

例如：

class integer
{
public:
  integer(int t_value)
    : m_value(t_value)
  {
  }

  int get_value() { return m_value; }

  integer &operator++() // pre increment operator
  {
    ++m_value;
    return *this;
  }

  integer operator++(int) // post increment operator
  {
    integer old = *this; // a copy is made, it's cheap, but it's still a copy
    ++m_value;
    return old; // Return old copy
  }

private:
  int m_value;

看看下面的答案

StackOverflow：i++ 比 ++i 效率低，如何显示？

Answer 3

这些循环对于 int 类型的归纳变量是等效的。增量后与增量前的问题已在此多次得到解答。尝试稍微搜索一下档案。

此外，与标准 IO 相比，增量操作只需要一小部分时间。您的测试是测量 IO 的速度而不是增量操作的速度。

Answer 4

旧的 GCC 3.4.4 是这样做的：

第一个循环：

.L11:
        cmpl    $99, -8(%ebp)
        jg      .L12
        subl    $8, %esp
        pushl   $_ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_
        subl    $12, %esp
        pushl   $.LC0
        subl    $12, %esp
        pushl   -8(%ebp)
        pushl   $_ZSt4cout
.LCFI7:
        call    _ZNSolsEi
        addl    $20, %esp
        pushl   %eax
        call    _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc
        addl    $20, %esp
        pushl   %eax
.LCFI8:
        call    _ZNSolsEPFRSoS_E
        addl    $16, %esp
        leal    -8(%ebp), %eax
        incl    (%eax)
        jmp     .L11
.L12:

第二个循环：

.L14:
        cmpl    $99, -12(%ebp)
        jg      .L15
        subl    $8, %esp
        pushl   $_ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_
        subl    $12, %esp
        pushl   $.LC0
        subl    $12, %esp
        pushl   -12(%ebp)
        pushl   $_ZSt4cout
.LCFI13:
        call    _ZNSolsEi
        addl    $20, %esp
        pushl   %eax
        call    _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc
        addl    $20, %esp
        pushl   %eax
.LCFI14:
        call    _ZNSolsEPFRSoS_E
        addl    $16, %esp
        leal    -12(%ebp), %eax
        incl    (%eax)
        jmp     .L14
.L15:

你能发现任何差异吗？ :)（除了 i 和 j 位于堆栈上的不同位置 -8(%ebp) 和 -12(%ebp) 之外）

Answer 5

这意味着您应该使用统计技术来确定哪个循环更快（我希望这些技术能够证明它们彼此相当）。

您不知道您的CPU 在您放置的负载之外正在做什么。

它可能会启动计划任务、处理中断以及各种会影响结果的事情。

您可能必须进行一百万次运行，扔掉异常值，并对其余的进行平均才能获得像样的样本。

最重要的是，一百次迭代并不算多，特别是因为您正在对 cout 进行函数调用，这很可能会占用循环控制所花费的时间。

当我在 UNIX 下运行检查时，出于这个原因，我不使用经过时间。系统和用户时间给出给定进程使用 CPU 的秒数，无论经过的时间如何。

Answer 6

++i 应该产生与 i++ 相同的机器代码，并且在任何半途而废的编译器上都具有未使用的结果（前提是它没有以奇特的方式重载，而 int 则不然）。即使没有（你需要从上个世纪挖出一个非常愚蠢的编译器），差异也很小，你永远不必担心它。好吧，在某些情况下，您确实需要榨取每一点性能，但我们中至少有人会遇到这种情况。即便如此，循环体也具有更大的优化潜力（即使在您过于简化的示例中 - I/O 比复制机器字的成本要高得多）。

还是一句话：过早的优化是万恶之源。

Answer 7

据我所知，循环中的唯一区别是循环变量的前/后增量。大部分处理时间将花费在 cout 上。相比之下，增量的时间可以忽略不计。

Answer 8

++i 是预增
i++ 是后增量，

请参阅 Operator 了解详细信息