for( size_t i=0, n=v.size(); i<n; ++i) が速いかどうか

これは何？

を見て、どんだけ違うの？　と思って試してみた。

簡単なケース

n で受ける

c++

std::size_t sum1( std::vector<size_t> const & v ){
    std::size_t sum=0;
    for( std::size_t i=0, n=v.size(); i<n; ++i){
        sum += i*v[i];
    }
    return sum;
}

毎回 .size() を呼ぶ

c++

std::size_t sum2( std::vector<size_t> const & v ){
    std::size_t sum=0;
    for( std::size_t i=0; i<v.size(); ++i){
        sum += i*v[i];
    }
    return sum;
}

比較してみた

これを、以下のコンパイラで -O2 でアセンブラを作って比較した。環境は macOS (intel)。

• Apple clang version 13.0.0 (clang-1300.0.29.30) / Target: x86_64-apple-darwin21.2.0
• g++-11 (Homebrew GCC 11.2.0) 11.2.0

結果は変わらず。
コンパイラは、ループ回数が変わらないことぐらいお見通し。

引数についてる const を外しても同じ。

もっと面倒な例

ループ内で vector を別の関数に const 参照で渡すんだけど、関数の実装は不明という場合。

n で受ける

c++

int foo( std::size_t x, std::vector<size_t> const & v );

int sum3( std::vector<size_t> & v ){
    int sum=0;
    for( std::size_t i=0, n=v.size(); i<n; ++i){
        sum += foo(i,v);
    }
    return sum;
}

毎回 .size() を呼ぶ

c++

int foo( std::size_t x, std::vector<size_t> const & v );

int sum4( std::vector<size_t> & v ){
    int sum=0;
    for( std::size_t i=0; i<v.size(); ++i){
        sum += foo(i,v);
    }
    return sum;
}

比較してみた

先ほどと同じ環境で比較してみたら、両方とも差があった。
std::vector<size_t> const & で要求している関数に渡してるんだから v.size() は変わらないということになりそうだけど、コンパイラは const 修飾子を信用してないらしい。

まとめ

簡単な例しか調べてないけど、ループ内で vector を他の関数に渡したりしてなければ、コンパイラは要素数が変わらないことに気づくんじゃないかな。

一方。別の関数に vector の参照を渡すと、それが const 参照でもコンパイラは疑心暗鬼になって毎回 .size() を呼ぶ。

まあ呼ぶっていっても関数呼び出しコードは作られなくて、メモリを参照するだけだけどね。