for(i=0;i<100;i++)与for(i=100;i>0;i--)相比哪个效率高？

diyeyuye

如题，今天进火哥的初学者论坛时有个每日一题，我认为for(i=0;i<100;i++)与for(i=100;i>0;i--)这个两句话的效率是议案的，不过论坛提示我回答错误，求教了度娘，度娘也说是一样的。故来这里请教各位大神这个关于C的问题

f1yh1347

肯定是后面一种效率高

AIHHLI

后一种，因为为零跳转这条指令jz(？)。
不过没必要纠结哈。

穷折腾

在需要区分for(i=0;i<100;i++)与for(i=100;i>0;i--)哪个效率高的场合，应该使用汇编。

xinfa190

keil 51环境，while(i--);与while（--i）；同一个i，执行的时间明显不相等

qlb1234

穷折腾 发表于 2013-11-8 17:06
在需要区分for(i=0;i0;i--)哪个效率高的场合，应该使用汇编。

+1
讓教科書上糾結哪箇效率更高的那個小明去死吧。

alias

如果for循环内不含有使用 i 的其它运算，我相信好的编译器会将 for(i=0;i<100;i++) 或 for(i=100;i>0;i--) 都变成相同的汇编指令。

Wxy8030

真没必要纠结这个！

twitter

alias 发表于 2013-11-8 17:23
如果for循环内不含有使用 i 的其它运算，我相信好的编译器会将 for(i=0;i0;i--) 都变成相同的汇编指令。 ...

是的，我记得GCC的优化就是会把它变成倒计数的。

蓦然回首；

第一次发现这个问题涨姿势了

opa

视compiler而定，看你的compiler怎么做。

Gallen.Zhang

以前在一些资料上看过，说后面一种写法效率高。

unifax001

这得看编译器如何做了

WANG_JINLONG

你要是懂汇编你就知道答案了

proteldxp

和编译器有关系，要看汇编代码。

imfv

学习了，以前总是喜欢用i++.

xingyuezh

一般来说是后一种，因为比较指令中对于0的判断比较省力，具体是多长的指令，不知道

schwarz

优化等级开到最高，两者的执行效率如果有区别的话，那么这个编译器毫无疑问是愚蠢的。
优化等级最低的话，应该后者可能会比前者效率更高，原因如楼上所述，大部分单片机机器指令里面判断0都要比判断100效率更高。

barryliu

do{
}while(--i);

RUANJI

个人觉得不仅跟编译器有关，还跟单片机的指令集有关！51单片机，是后者效率高。

schwarz

不过野火是搞CM3的，不幸的是CM3的测试结果是两者效率一样高。用arm-none-eabi-gcc 4.7.3(launchpad的那个，不是codesourcery)做测试平台。
编译选项

1. arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=cortex-m3 -O0 -gdwarf-2 -mthumb -fomit-frame-pointer -Wall -Wstrict-prototypes -fverbose-asm -Wa,-ahlms=testbench.lst testbench.c -o testbench.o

复制代码

testbench.c内容如下：

1. #include <stdint.h>
   
2. int32_t main(void){
   
3.   volatile uint8_t i;
   
4.   for(i=0;i<100;i++);
   
5.   for(i=100;i>0;i--);
   
6.   for(;;);   
   
7. }

复制代码

输出的汇编如下：

1.    3:testbench.c   ****   volatile uint8_t i;
   
2.    4:testbench.c   ****   for(i=0;i<100;i++);
   
3.   62                              .loc 1 4 0
   
4.   63 0002 4FF00003                 mov        r3, #0        @ tmp141,
   
5.   64 0006 8DF80730                 strb        r3, [sp, #7]        @ tmp142, i
   
6.   65 000a 07E0                     b        .L2        @
   
7.   66                      .L3:
   
8.   67                              .loc 1 4 0 is_stmt 0 discriminator 2
   
9.   68 000c 9DF80730                 ldrb        r3, [sp, #7]        @ tmp144, i
   
10.   69 0010 DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.0, tmp144
    
11.   70 0012 03F10103                 add        r3, r3, #1        @ tmp145, i.0,
    
12.   71 0016 DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.1, tmp145
    
13.   72 0018 8DF80730                 strb        r3, [sp, #7]        @ tmp146, i
    
14.   73                      .L2:
    
15.   74                              .loc 1 4 0 discriminator 1
    
16.   75 001c 9DF80730                 ldrb        r3, [sp, #7]        @ tmp148, i
    
17.   76 0020 DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.2, tmp148
    
18.   77 0022 632B                     cmp        r3, #99        @ i.2,
    
19.   78 0024 F2D9                     bls        .L3        @,
    
20.    5:testbench.c   ****   for(i=100;i>0;i--);
    
21.   79                              .loc 1 5 0 is_stmt 1
    
22.   80 0026 4FF06403                 mov        r3, #100        @ tmp149,
    
23.   81 002a 8DF80730                 strb        r3, [sp, #7]        @ tmp150, i
    
24.   82 002e 07E0                     b        .L4        @
    
25.   83                      .L5:
    
26.   84                              .loc 1 5 0 is_stmt 0 discriminator 2
    
27.   85 0030 9DF80730                 ldrb        r3, [sp, #7]        @ tmp152, i
    
28.   86 0034 DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.3, tmp152
    
29.   87 0036 03F1FF33                 add        r3, r3, #-1        @ tmp153, i.3,
    
30.   88 003a DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.4, tmp153
    
31.   89 003c 8DF80730                 strb        r3, [sp, #7]        @ tmp154, i
    
32.   90                      .L4:
    
33.   91                              .loc 1 5 0 discriminator 1
    
34.   92 0040 9DF80730                 ldrb        r3, [sp, #7]        @ tmp156, i
    
35.   93 0044 DBB2                     uxtb        r3, r3        @ i.5, tmp156
    
36.   94 0046 002B                     cmp        r3, #0        @ i.5,
    
37.   95 0048 F2D1                     bne        .L5        @,
    
38.   96                      .L6:

复制代码

可见对于CM3平台，即使优先级开到最低，两个代码的执行效率没有分毫的差异。

dr2001

对51来说，由于DJNZ等指令的存在，i--通常会更快一些。
对RISC处理器，如ARM，通常不会编码DJNZ这样的复合操作指令，因而二者效率不会有什么差异。
x86系统忘记了，不过CMP +　JNZ两条指令可以融合，执行的时候不用那么多周期。

yhsy1002

这下长知识了，我也不知道

canspider

不说内核和编译器，出这题没有任何意义。

一匹狼

对于51 ，后者效率高些

twitter

schwarz 发表于 2013-11-9 01:24
不过野火是搞CM3的，不幸的是CM3的测试结果是两者效率一样高。用arm-none-eabi-gcc 4.7.3(launchpad的那个 ...

你这个测试不完善，忽视了一个问题，

77 0022 632B                     cmp        r3, #99        @ i.2,

立即数99因为不够大、不够随机，所以是能够被硬编码进汇编指令的。否则的话，在这之前是需要添加加载指令的。

diyeyuye

superAFE 发表于 2013-11-8 17:44
学了一也孔乙己研究一下茴香豆的“茴”字的写法。。

是后面一种效率高，在KEIL的默认等级中，后面的采用DJ ...

涨知识了，多谢

diyeyuye

Wxy8030 发表于 2013-11-8 17:25
真没必要纠结这个！

仅仅是学习的，要不是突然看到这个问题，我一直认为是这个两句话没有区别，呵呵，学习一下

diyeyuye

WANG_JINLONG 发表于 2013-11-8 18:52
你要是懂汇编你就知道答案了

很尴尬，不懂汇编

tsb0574

不要纠结在这个问题上！！！

diyeyuye

tsb0574 发表于 2013-11-9 13:19
不要纠结在这个问题上！！！

恩恩

lryxr2507

在初学51时看到过相关资料,说后一种的效率高一点,写程序时尽量采用这种结构.

schwarz

继续测试22楼代码，这次使用的编译器是mingw 4.7.2 32bit
编译选项：

1. gcc -O0 -Wall -Wstrict-prototypes -Wa,-ahlms=testbench.lst testbench.c -o testbench.o

复制代码

代码如下，两者执行速度并无差异

1.   12 000e C644240F                 movb        $0, 15(%esp)
   
2.   12      00
   
3.   13 0013 EB09                     jmp        L2
   
4.   14                      L3:
   
5.   15 0015 8A44240F                 movb        15(%esp), %al
   
6.   16 0019 40                       incl        %eax
   
7.   17 001a 8844240F                 movb        %al, 15(%esp)
   
8.   18                      L2:
   
9.   19 001e 8A44240F                 movb        15(%esp), %al
   
10.   20 0022 3C63                     cmpb        $99, %al
    
11.   21 0024 76EF                     jbe        L3
    
12.   22 0026 C644240F                 movb        $100, 15(%esp)
    
13.   22      64
    
14.   23 002b EB09                     jmp        L4
    
15.   24                      L5:
    
16.   25 002d 8A44240F                 movb        15(%esp), %al
    
17.   26 0031 48                       decl        %eax
    
18.   27 0032 8844240F                 movb        %al, 15(%esp)
    
19.   28                      L4:
    
20.   29 0036 8A44240F                 movb        15(%esp), %al
    
21.   30 003a 84C0                     testb        %al, %al
    
22.   31 003c 75EF                     jne        L5
    

复制代码

然后将优化选项-O0变成-O3 -Os为了执行速度最大优化，代码同上。

schwarz

这次用Microchip XC8 v1.12测试，编译选项如下：

1. D:\eda\Microchip\xc8\v1.12\bin\xc8.exe" --pass1  --chip=16F877A -Q -G --asmlist  --double=24 --float=24 --opt=default,+asm,+asmfile,+speed,-space,-debug --addrqual=ignore --mode=pro -N31 --warn=0 --summary=default,-psect,-class,+mem,-hex,-file --output=default,-inhx032 --runtime=default,+clear,+init,-keep,-no_startup,+osccal,-resetbits,-download,-stackcall,+clib "--errformat=%%f:%%l: error: %%s" "--warnformat=%%f:%%l: warning: %%s" "--msgformat=%%f:%%l: advisory: %%s"  -obuild/default/production/main.p1  main.c

复制代码

出来的汇编代码如下：

1.    292                           ;main.c: 54: volatile uint8_t i;
   
2.    293                           ;main.c: 55: for(i=0;i<100;i++);
   
3.    294  0432  01FC                       clrf        main@i        ;volatile
   
4.    295  0433                     l670:       
   
5.    296  0433  3064                       movlw        100
   
6.    297  0434  027C                       subwf        main@i,w        ;volatile
   
7.    298  0435  1803                       btfsc        3,0
   
8.    299  0436  2C39                       goto        l678
   
9.    300  0437  0AFC                       incf        main@i,f        ;volatile
   
10.    301  0438  2C33                       goto        l670
    
11.    302  0439                     l678:       
    
12.    303                           
    
13.    304                           ;main.c: 56: for(i=100;i>0;i--);
    
14.    305  0439  3064                       movlw        100
    
15.    306  043A  00FC                       movwf        main@i        ;volatile
    
16.    307  043B  08FC                       movf        main@i,f
    
17.    308  043C  1903                       btfsc        3,2
    
18.    309  043D  2C40                       goto        l686
    
19.    310  043E                     l684:       
    
20.    311  043E  0BFC                       decfsz        main@i,f        ;volatile
    
21.    312  043F  2C3E                       goto        l684
    
22.    313  0440                     l686:       
    

复制代码

很明显后者的执行速度要比前者快得多。
不做别的测试了，测试了arm和x86平台的gcc，结论是两个语句执行速度一样。而在Microchip的8位单片机编译平台后者比前者快。

woshiqinyikun

···感觉纠结这种问题···没有多大的意义，有这个时间和精力，不如去学一点高级的算法···

myxiaonia

schwarz 发表于 2013-11-9 01:24
不过野火是搞CM3的，不幸的是CM3的测试结果是两者效率一样高。用arm-none-eabi-gcc 4.7.3(launchpad的那个 ...

我记得cm3有czb和cznb指令，就是判0和跳转，可以合并比较和跳转2条指令

lanzhe1991

前一种效率高。

diyeyuye

lanzhe1991 发表于 2013-11-9 20:35
前一种效率高。

汇编指令，只有 与 0 比较大小，没有直接与 100 比较大小

i<100  等效为 i - 100 < 0
相比 i > 0 ,多了一步减法 ，因而效率更低。

正确答案为 B。

注：有的 编译器 开优化功能后，有可能 使得两者差别不大，但也是 后者 更有效。

火哥给的解释哦

diyeyuye

woshiqinyikun 发表于 2013-11-9 20:26
···感觉纠结这种问题···没有多大的意义，有这个时间和精力，不如去学一点高级的算法··· ...

恩恩  只是探讨一下而已