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java - Java 和 C++ 中 for 循环边界检查的编译器/JIT 优化

coder 2024-02-23 原文

我从this answer中学到了在 C# 中的 for 和 while 循环中:“只要您使用 arr.Length，编译器/JIT 就会针对这种情况进行优化> 在条件:"

for(int i = 0 ; i < arr.Length ; i++) {
    Console.WriteLine(arr[i]); // skips bounds check
}

这让我想知道 java 编译器是否有这样的优化。

for(int i=0; i<arr.length; i++) {
    System.out.println(arr[i]); // is bounds check skipped here?
}

我认为是的，嗯，是吗？使用像 ArrayList 这样的 Collection 时会发生同样的情况吗？

但是，如果我必须在 for 循环的主体内使用 myList.size() 的值，现在考虑 myList 怎么办？成为一个 ArrayList？所以在那种情况下，提升 myList.size() 不会有帮助，因为 size() 是一个方法调用？例如可能是这样的:

int len = myList.size(); // hoisting for using inside the loop
for(int i = 0; i < myList.size(); i++) { // not using hoisted value for optimization
    System.out.println(myList.get(i));

    if(someOtherVariable == len) {
        doSomethingElse();
    }
}

编辑: 虽然我还没有得到 java 的答案，但我仍在为这个问题添加第二部分。

问: C++ (C++98/C++11) 是否有这样的优化，例如对于vector.size()和 string.size() ？例如，哪个性能更好？

for (int i = 0; i < myvector.size(); ++i)
    cout << myvector[i] << " "; // is bounds checking skipped here, like in C#?

或

// does this manual optimisation help improve performance, or does it make?
int size = myvector.size();
for (int i = 0; i < size; ++i)
    cout << myvector[i] << " ";

也就是说，std::string 是否存在这样的优化？还有吗？

最佳答案

Java

从 Java 7 开始，如果编译器可以证明越界访问是不可能的，则编译器将消除对原始数组的边界检查。在 Java 7 之前，JIT 或 AOT 编译器可以做到这一点。对于 JIT 和 AOT 编译器，它不限于 for (int i = 0; i < arr.length; i++) ，它可以将边界检查移到循环之外，例如 for (int i = 0; i < 10000000; i++) ，将其减少为单张支票。如果该检查失败，它将运行具有完整边界检查的代码版本，以在正确的位置抛出异常。

对于集合来说要复杂得多，因为边界是由被调用的方法检查的，而不是在调用的地方。通常，它不能从字节码中消除，但 JIT 和 AOT 编译器可以消除它，如果它们可以内联方法(这取决于对象的实例化方式和存储位置等，因为 Java 中的所有非私有(private)方法是虚拟的，因此编译器需要确保它不需要虚拟调用)但我不知道它们是否真的需要。

C++

C++ 不检查 operator [] 中的边界.当您使用 at 时它会检查边界. at是内联的，因此它取决于特定的编译器及其标志，但通常，编译器可以删除边界检查，如果它可以证明越界访问是不可能的。它还可以将边界检查移到循环之外，但它仍然需要保证异常将在正确的位置抛出，所以我不知道是否有异常。

假设您不使用 int size，这两个 C++ 示例在执行死代码消除的编译器中将是等效的在for之后环形。如果您使用一些未内联的方法，后者可能会更快。 (也可以把size的定义放在初始化里面:for (int i = 0, size = myvector.size(); i < size; ++i))

关于java - Java 和 C++ 中 for 循环边界检查的编译器/JIT 优化，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/35387763/

ampjavacodesizesectionc++c++11for-loopcompiler-optimization

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