for循环i++与++i效率对比

探讨了i++与++i在循环中的效率差异,详细分析了两者在内存操作上的区别,指出++i因无需额外内存分配而更高效。

最近发现i++与++i的效率原来不同。

我一直是用
for (int i = 0; i < n; i++)

但是++i效率更高
for (int i = 0; i < n; ++i)

i++:需要申请一个临时变量保存i进行后续计算,再执行自增。
++i:直接原地自增,再进行后续计算,无需申请内存。

这个微小的差别在数据量较大的时候会有明显的效率差别,所以我以后还是用++i吧(苦笑

下面分享一下两者具体实现的区别:

  • i++
const int int::operator++(int)
{
	int oldValue = *this;
	++(*this);
	return oldValue;
}

可以看到,需要申请临时变量oldValue保存初始值。

  • ++i
int& int::operator++()
{
	*this += 1;
	return *this;
}

直接自增并返回,无需申请内存。

### For 循环中前置 `++i` 后置 `i++` 的区别及性能影响 #### 1. 基本概念 前置 `++i` 表示在表达式求值之前立即增加变量的值,而后置 `i++` 则是在表达式求值之后才增加变量的值。这种行为直接影响了程序的行为以及潜在的性能表现[^1]。 --- #### 2. 工作原理 - **前置 `++i`** 当执行 `++i` 时,编译器直接将变量 `i` 加一,并将其作为结果返回给后续计算使用。由于无需创建临时对象来保存原始值,因此通常更为高效[^2]。 - **后置 `i++`** 执行 `i++` 时,编译器会先记录当前值(即副本),然后再对原变量加一操作完成后,最终返回这个先前记录下来的旧值。这意味着每次调用都会涉及额外的工作——创建并销毁一个临时对象用于存储原来的值[^3]。 --- #### 3. 在For循环中的应用 对于简单的整型变量来说,在大多数现代处理器架构下两者的速度差异几乎可以忽略不计因为都是寄存器级别的运算速度快得难以察觉;但对于复杂数据结构如类实例或者STL容器迭代器而言情况就不一样了: 假设我们有一个自定义类型ComplexNumber, ```cpp class ComplexNumber { public: double real; double imag; // 构造函数省略... ComplexNumber& operator++() { // 前置++ ++real; ++imag; return *this; } ComplexNumber operator++(int) { // 后置++ ComplexNumber oldValue(*this); // 创建一份拷贝 ++(*this); // 调用前置++ return oldValue; // 返回之前的值 } }; ``` 在这个例子当中可以看出每当调用了后置版本的时候都需要经历三个步骤:一是制造出一个新的对象用来记住原来的状态二是改变自身的状态三是把那个已经过期的对象送回去供使用者参考。这三个过程无疑增加了负担特别是当该类型的尺寸较大或者是资源密集型时候更加显著[^4]。 --- #### 4. 性能考量 虽然理论上讲后缀形式要比前缀慢一些因为它涉及到更多指令周期消耗包括但不限于分配堆栈空间保存局部变量恢复现场等工作流程。但在实际开发过程中除非项目特别关注毫秒级延迟优化否则一般不会成为瓶颈所在。即便如此还是推荐遵循良好习惯即只要不影响业务逻辑就尽量选用效率更高的前置增量记法[^1]。 --- #### 5. 示例代码对比分析 下面给出两个版本相同功能但分别采用了不同风格写的简单测试案例帮助直观感受二者之间的异同之处。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> void testPreIncrement(){ std::vector<int> vec{0,1,2,3,4}; for(std::vector<int>::iterator it=vec.begin();it!=vec.end(); ++it ){ std::cout<<*it<<" "; } } void testPostIncrement(){ std::vector<int> vec{0,1,2,3,4}; for(std::vector<int>::iterator it=vec.begin();it!=vec.end(); it++){ std::cout<<*it<<" "; } } ``` 上面这两个函数除了内部for头部条件部分有所变化外其余完全一致。然而细心观察就会发现在第二个版本里面每轮迭代实际上都伴随着一次无谓的新建析构动作的发生,而这恰恰就是造成它相对低效的主要原因所在。 --- ### 结论 综上所述,在编写高性能代码尤其是处理大量重复性任务场合下应当优先考虑采用前置自增/减操作符以减少不必要的开销提升整体运行效能的同时也能体现出开发者严谨的态度专业素养[^2]。
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