如果内部的总工作量相同，则将一个 for 循环拆分为多个 for 循环的开销是多少？ [复制]

拆分的开销是多少for-像这样循环，

int i;

for (i = 0; i < exchanges; i++)
{
    // some code
    // some more code
    // even more code
}

分成多个for- 像这样循环？

int i;

for (i = 0; i < exchanges; i++)
{
    // some code
}

for (i = 0; i < exchanges; i++)
{
    // some more code
}

for (i = 0; i < exchanges; i++)
{
    // even more code
}

代码is性能敏感，但后者会提高可读性显著地。 （如果重要的话，每个循环内没有其他循环、变量声明或函数调用，除了一些访问器。）

我不完全是一个低级编程大师，所以如果有人能够衡量与基本操作相比的性能影响，那就更好了，e.g.“每增加for-loop 的成本相当于两个int分配。”但是，如果事情没那么简单，我理解（并且不会感到惊讶）。

提前谢谢了。

通常有太多因素在起作用......并且很容易证明这两种方式：

例如，分割以下循环会导致速度几乎减慢 2 倍（完整的测试代码位于底部）：

for (int c = 0; c < size; c++){
    data[c] *= 10;
    data[c] += 7;
    data[c] &= 15;
}

这几乎是显而易见的，因为您需要循环 3 次而不是一次，并且您对整个数组进行了 3 次而不是 1 次。

另一方面，如果你看一下这个问题：为什么单独循环中的元素加法比组合循环中的元素加法快得多？

for(int j=0;j<n;j++){
    a1[j] += b1[j];
    c1[j] += d1[j];
}

由于内存对齐，有时情况恰恰相反。

从中可以得到什么？

几乎任何事情都可能发生。这两种方法都不总是更快，并且很大程度上取决于循环内的内容。

因此，确定这种优化是否会提高性能通常需要反复试验。有了足够的经验，您就可以做出相当自信的（有根据的）猜测。但总的来说，期待一切。

“每个额外的 for 循环都会花费相当于两次 int 分配的成本。”

你是对的，事情没那么简单。事实上，它是如此复杂，以至于数字没有多大意义。由于多种因素，循环迭代在一个上下文中可能需要 X 个周期，但在另一个上下文中可能需要 Y 个周期，例如乱序执行和数据依赖性。

性能不仅取决于上下文，而且还随不同的处理器而变化。

这是测试代码：

#include <time.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(){

    int size = 10000;
    int *data = new int[size];


    clock_t start = clock();

    for (int i = 0; i < 1000000; i++){
#ifdef TOGETHER
        for (int c = 0; c < size; c++){
            data[c] *= 10;
            data[c] += 7;
            data[c] &= 15;
        }
#else
        for (int c = 0; c < size; c++){
            data[c] *= 10;
        }
        for (int c = 0; c < size; c++){
            data[c] += 7;
        }
        for (int c = 0; c < size; c++){
            data[c] &= 15;
        }
#endif
    }

    clock_t end = clock();
    cout << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << endl;

    system("pause");
}

输出（一个循环）：4.08秒
输出（3个循环）：7.17秒