C性能优化----循环展开

xuange

对于c语言的一些特性，比如性能优化，这块通常从汇编可以很快找到优化点，这次就是简单描述循环展开带来优化性能提升

代码如下：

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#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int add_for_once(int* nums, int len)
{
    int i, sum = 0;

    for (i = 0; i < len; i++) {
        sum += nums[i];
    }

    return sum;
}

int add_for_forth(int* nums, int len)
{
    int i, sum = 0;

    for (i = 0; i < len / 4;) {
        sum += nums[i];
        sum += nums[i+1];
        sum += nums[i+2];
        sum += nums[i+3];
        i += 4;
    }

    return sum;
}

int main()
{
    int nums[2000];
    int i, len = 2000, res = 0;

    for (i = 0; i < len; i++) {
        nums[i] = i;
    }

    res = add_for_once(nums, len);
    printf("add_for_once: %d\n", res);

    // res = add_for_forth(nums, len);
    // printf("add_for_forth: %d\n", res);

    return 0;
}

我们将第一个for循环进行每个循环做四次处理，则速度可以得到提升，在运算次数量大时更加明显。
其原理是对于循环指令这些属于是无效指令，每次循环都会去处理循环指令，浪费实际处理数据带来的性能消耗，一次做多个运算则能减少该损耗。
可以看下优化前执行时间和优化后执行时间比较。
优化前：

优化后：

观察汇编指令，可以发现优化后的代码每次循环都会处理四次加运算的指令：
一次循环处理一次运算：

一次循环处理四次运算：