这是一位高级经理在面试时问的问题。
哪个更快?
while(1) {
// Some code
}
or
while(2) {
//Some code
}
我说过两者具有相同的执行速度，因为while中的表达式最终应求值为true或false。在这种情况下，两者都求值为true，并且while条件中没有额外的条件指令。因此，两者将具有相同的执行速度，我更喜欢while(1)。
但面试官自信地说: “检查你的基本知识。While(1)比While(2)快。” (他不是在试探我的信心)
这是真的吗?
请参见:“for(;;)”是否比“while (TRUE)”快?如果不是，人们为什么要使用它?
当前回答
如果你担心优化，你应该使用
for (;;)
因为它没有检验。(愤世嫉俗者模式)
其他回答
这两个循环都是无限的，但我们可以看到哪个循环每次迭代需要更多的指令/资源。
使用gcc，我编译了以下两个程序，以不同的优化级别进行汇编:
int main(void) {
while(1) {}
return 0;
}
int main(void) {
while(2) {}
return 0;
}
即使没有优化(-O0)，两个程序生成的程序集也是相同的。因此，两个循环之间没有速度差异。
作为参考，下面是生成的程序集(使用gcc main.c -S -masm=intel并带有优化标志):
o0:
.file "main.c"
.intel_syntax noprefix
.def __main; .scl 2; .type 32; .endef
.text
.globl main
.def main; .scl 2; .type 32; .endef
.seh_proc main
main:
push rbp
.seh_pushreg rbp
mov rbp, rsp
.seh_setframe rbp, 0
sub rsp, 32
.seh_stackalloc 32
.seh_endprologue
call __main
.L2:
jmp .L2
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
o1群:
.file "main.c"
.intel_syntax noprefix
.def __main; .scl 2; .type 32; .endef
.text
.globl main
.def main; .scl 2; .type 32; .endef
.seh_proc main
main:
sub rsp, 40
.seh_stackalloc 40
.seh_endprologue
call __main
.L2:
jmp .L2
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
-O2和-O3(相同输出):
.file "main.c"
.intel_syntax noprefix
.def __main; .scl 2; .type 32; .endef
.section .text.startup,"x"
.p2align 4,,15
.globl main
.def main; .scl 2; .type 32; .endef
.seh_proc main
main:
sub rsp, 40
.seh_stackalloc 40
.seh_endprologue
call __main
.L2:
jmp .L2
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
事实上，为循环生成的程序集对于每个级别的优化都是相同的:
.L2:
jmp .L2
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
重要的部分是:
.L2:
jmp .L2
我不太懂汇编，但这显然是一个无条件循环。jmp指令无条件地将程序重置回. l2标签，甚至不将值与true进行比较，当然，它会立即再次这样做，直到程序以某种方式结束。这直接对应于C/ c++代码:
L2:
goto L2;
编辑:
有趣的是，即使没有优化，下面的循环都在汇编中产生完全相同的输出(无条件jmp):
while(42) {}
while(1==1) {}
while(2==2) {}
while(4<7) {}
while(3==3 && 4==4) {}
while(8-9 < 0) {}
while(4.3 * 3e4 >= 2 << 6) {}
while(-0.1 + 02) {}
甚至令我惊讶的是:
#include<math.h>
while(sqrt(7)) {}
while(hypot(3,4)) {}
对于用户定义函数，事情变得更加有趣:
int x(void) {
return 1;
}
while(x()) {}
#include<math.h>
double x(void) {
return sqrt(7);
}
while(x()) {}
At -O0, these two examples actually call x and perform a comparison for each iteration.
First example (returning 1):
.L4:
call x
testl %eax, %eax
jne .L4
movl $0, %eax
addq $32, %rsp
popq %rbp
ret
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
Second example (returning sqrt(7)):
.L4:
call x
xorpd %xmm1, %xmm1
ucomisd %xmm1, %xmm0
jp .L4
xorpd %xmm1, %xmm1
ucomisd %xmm1, %xmm0
jne .L4
movl $0, %eax
addq $32, %rsp
popq %rbp
ret
.seh_endproc
.ident "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"
However, at -O1 and above, they both produce the same assembly as the previous examples (an unconditional jmp back to the preceding label).
Under GCC, the different loops are compiled to identical assembly. The compiler evaluates the constant values and doesn't bother performing any actual comparison.
The moral of the story is:
它们是相等的。
根据规范，任何不为0的都被认为是真的，所以即使没有任何优化，一个好的编译器也不会生成任何代码 For while(1) or while(2)。编译器将生成一个简单的检查!= 0。
这里有一个问题:如果您实际编写一个程序并测量它的速度，两个循环的速度可能是不同的!以下是一些合理的比较:
unsigned long i = 0;
while (1) { if (++i == 1000000000) break; }
unsigned long i = 0;
while (2) { if (++i == 1000000000) break; }
添加了一些打印时间的代码后，一些随机的效果(比如循环在一条或两条缓存线中的位置)可能会产生影响。一个循环可能完全位于一条缓存线内，或者位于一条缓存线的开头，或者它可能横跨两条缓存线。因此，面试官说最快的可能真的是最快的——纯属巧合。
最坏的情况:优化编译器不知道循环做了什么，但知道执行第二个循环时产生的值与第一个循环产生的值相同。并为第一个循环生成完整代码，但不为第二个循环生成完整代码。
当然，我不知道这位经理的真实意图，但我提出了一个完全不同的观点:当一个团队雇佣一个新成员时，了解他如何应对冲突情况是很有用的。
他们让你陷入冲突。如果这是真的，他们很聪明，这个问题也很好。对于某些行业，比如银行业，将你的问题发布到Stack Overflow可能会成为被拒绝的理由。
但我当然不知道，我只是提出一个选择。
这取决于编译器。
如果它优化了代码，或者对于一个特定的指令集，如果它用相同数量的指令计算1和2为真，那么执行速度将是相同的。
在实际情况下，它总是同样快，但可以想象在特定的编译器和特定的系统中，这将得到不同的计算。
我的意思是:这不是一个与语言(C)相关的问题。
