克++，基於範圍和量化

Question

考慮基於for循環以下範圍C++ 11

for (T k : j) 
{ 
    ... 
} 

有g++或clang++優化標誌，可以加快經編譯的代碼？

我不是在談論任何for週期我只考慮這個新的C++ 11構造。

Answer 1

優化循環很少關於優化實際循環迭代代碼（在這種情況下爲for (T k : j)），但非常重要的是優化什麼是循環。

現在，因爲這是...在這種情況下，不可能說例如展開循環會有幫助，還是聲明函數內聯[或者簡單地移動它們以便編譯器可以看到它們並將它們內聯] ，使用自動矢量化，或者可能在循環內使用完全不同的算法。

在上述段落中稍微詳細的例子：

1. 解開循環 - 主要做幾個循環迭代，而不必返回到循環的開始。當循環內容非常小時這是最有用的。在編譯器進行展開的地方有自動展開，或者你可以手動展開代碼，只需在每個循環迭代中執行四個項目，然後在每個循環變量中向前步進四個項目，或者在迭代過程中多次更新迭代器循環本身[但這當然意味着不使用基於範圍的for循環]。
2. 內聯函數 - 編譯器將採用（通常很小的）函數並將它們放入循環本身，而不是進行調用。這節省了處理器在代碼中調用另一個地方並返回的時間。大多數編譯器只能這樣做對於那些在編譯過程中「看得見」的編譯器功能 - 所以源，必須爲在同一個源文件，或者是包含被編譯源文件中的頭文件。
3. 自動向量化 - 使用SSE，MMX或AVX指令在一個指令處理多個數據項（例如一個SSE指令可以在一條指令中向另外四個float添加四個float值）。這比一次操作單個數據項更快（大多數情況下，由於嘗試將不同數據項合併，然後在計算完成時將其中的結果進行分類時會出現更多複雜情況，因此這種方法沒有任何好處）。
4. 選擇不同的算法 - 通常有幾種方法可以解決特定的問題。根據你試圖達到的目標，任何類型的for-loop都可能不是正確的解決方案，或者循環內的代碼可能會使用更聰明的方式來計算/重新排列/無論如何 - 實現你需要的結果。

但是...太含糊不清了，說上面哪個解決方案可以改善你的代碼。

Answer 2

GCC documentation about auto-vectorization沒有提及基於範圍的for循環的任何內容。此外，它的代碼歸結爲：

{ 
    auto && __range = range_expression ; 
    for (auto __begin = begin_expr, 
       __end = end_expr; 
      __begin != __end; ++__begin) { 
     range_declaration = *__begin; 
     loop_statement 
    } 
} 

所以，從技術上來說，任何標誌幫助自動矢量化結構在這種定期for應自動向量化類似的基於範圍的for循環。我真的這樣做，編譯器只將基於範圍的for循環轉換爲常規的for循環，然後讓自動向量化在這些舊循環中完成它的工作。這意味着在任何情況下都不需要標誌來告訴編譯器自動矢量化基於範圍的for循環。

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由於GCC的實施情況，問，這裏是在源代碼中描述什麼是真正的基於範圍的for循環中完成相關評論（您可以檢查實現文件parser.c，如果你想擁有看代碼）：

/* Converts a range-based for-statement into a normal 
    for-statement, as per the definition. 

     for (RANGE_DECL : RANGE_EXPR) 
    BLOCK 

    should be equivalent to: 

     { 
    auto &&__range = RANGE_EXPR; 
    for (auto __begin = BEGIN_EXPR, end = END_EXPR; 
      __begin != __end; 
      ++__begin) 
     { 
      RANGE_DECL = *__begin; 
      BLOCK 
     } 
     } 

    If RANGE_EXPR is an array: 
    BEGIN_EXPR = __range 
    END_EXPR = __range + ARRAY_SIZE(__range) 
    Else if RANGE_EXPR has a member 'begin' or 'end': 
    BEGIN_EXPR = __range.begin() 
    END_EXPR = __range.end() 
    Else: 
    BEGIN_EXPR = begin(__range) 
    END_EXPR = end(__range); 

    If __range has a member 'begin' but not 'end', or vice versa, we must 
    still use the second alternative (it will surely fail, however). 
    When calling begin()/end() in the third alternative we must use 
    argument dependent lookup, but always considering 'std' as an associated 
    namespace. */ 

正如你所看到的，他們沒有什麼比標準實際描述的更多。