我是否应该避免在循环中的常数之间进行操作

Question

我想知道在C 中是否存在某种优化或缓存，可以防止常数之间的相同数学操作重复，尤其是在循环中，从而降低了应用程序性能。例如：

for (int i = 0; i <= 100; i ++)
    std::cout << i << "meters / s:" << "=" << i * (3600/1000) << "Km / h" << endl;

上面的示例显然是虚构的，但这只是为了说明情况。它可能是一百万倍的循环，其中数百个涉及重复常数的计算。

然后我问：

1. "(3600/1000("计算会在循环的100次上重复运行吗？
2. 以这种方式，为了避免性能的损失，我应该在循环之前将该计算存储在常数变量中，然后通过该变量更改计算？
3. 或不必担心它，因为C 给出了一种自动优化这些情况以避免绩效损失的方法吗？
4. ，即使我更改为常数为" A"的3600，而对于常数为" b"的1000，也就是说，即使" A"one_answers" B"是常数，而不是3600/1000，我有" A/B"然而，该操作是反复计算的100次还是有任何优化？

我知道这个问题是相关的，因为它涉及应采用的编程样式。

Answer 1

这读起来像是评论，但与您担心的答案很重要。

编译器比您聪明。

试图编写快速代码时，这是一个非常好的经验法则。

写可读的代码，您的编译器很可能会完成其余的。

Answer 2

不必担心您显示的片段。恒定折叠是一种基本优化技术。循环展开也是如此(尤其是固定数量的迭代(。

您唯一需要的是一个编译器标志来激活优化：-O3(或其他(在clang/gcc上，/o3 for MSVC。

，即使代码可以很好地工作，我建议给您的魔术常数一个名称以提高可读性：

constexpr static const auto SECONDS_IN_HOUR = 3600;
constexpr static const auto METERS_IN_KILOMETER = 1000;
constexpr static const auto FACTOR_KILOMETER_PER_HOUR_TO_METERS_PER_SECOND = static_cast<double>(SECONDS_IN_HOUR) / static_cast<double>(METERS_IN_KILOMETER);

由于这是constexpr，应在编译时计算这些，因此不会导致运行时开销。这甚至可以在未启用优化的情况下起作用。

请注意，从C 17中，这些常数隐含着内联。因此，如果您使用旧编译器，则可能需要一些更改。

Answer 3

某些CPU将在自己的缓存中保留重复的计算。

我的建议是将结果放在那里，因此它永远不必这样做。同样始终使用牙套，以防稍后添加更复杂的结构。

for(int i = 0; i <= 100; i ++) {
    std::cout << i << "meters / s:" << "=" << i * 3.6 << "Km / h" << endl;
}

对于其他更复杂的对象，也许仅在需要立即需要结果的情况下运行计算，或者预先计算和存储结果以供以后使用。