什么时候循环展开仍然有用？
我一直试图通过循环展开来优化一些极其关键的性能问题代码（在蒙特卡洛模拟中被称为数百万次的快速sortingalgorithm）。 这里是我试图加速的内部循环：
// Search for elements to swap. while(myArray[++index1] < pivot) {} while(pivot < myArray[--index2]) {} 我试图展开到像这样的东西：
while(true) { if(myArray[++index1] < pivot) break; if(myArray[++index1] < pivot) break; // More unrolling } while(true) { if(pivot < myArray[--index2]) break; if(pivot < myArray[--index2]) break; // More unrolling }
这完全没有区别，所以我把它改回到更易读的forms。 其他时候我也有类似的经历，我试过循环展开。 鉴于现代硬件上的分支预测器的质量，何时循环展开仍然是一个有用的优化？
循环展开是有意义的，如果你可以打破依赖链。 这给失序或超标量CPU提供了更好的时间安排和更快的运行的可能性。
一个简单的例子：
for (int i=0; i<n; i++) { sum += data[i]; }
这里参数的依赖链非常短。 如果因为数据arrays上存在caching未命中而导致暂停，CPU不能做任何事情，只能等待。
另一方面这个代码：
for (int i=0; i<n; i+=4) { sum1 += data[i+0]; sum2 += data[i+1]; sum3 += data[i+2]; sum4 += data[i+3]; } sum = sum1 + sum2 + sum3 + sum4;
可以跑得更快。 如果在一次计算中出现caching未命中或其他暂停，则还有三个依赖链不依赖于暂停。 一个无序的CPU可以执行这些。
那些没有什么区别，因为你做了相同数量的比较。 这是一个更好的例子。 代替：
for (int i=0; i<200; i++) { doStuff(); }
写：
for (int i=0; i<50; i++) { doStuff(); doStuff(); doStuff(); doStuff(); }
即使这样，它几乎肯定不会有问题，但你现在正在做50比较，而不是200（想象比较更复杂）。
一般说来， 手动循环展开在很大程度上是历史的人造物。 这是一个好的编译器在重要时会为你做的不断增长的事情。 例如，大多数人不打扰写x << 1或x += x而不是x *= 2 。 你只需要写x *= 2 ，编译器会为你优化它，无论哪个最好。
基本上，再次猜测你的编译器就不那么需要了。
无论现代硬件上的分支预测如何，大多数编译器都会循环展开。
找出你的编译器为你做了多less优化是值得的。
我发现菲利克斯·冯·莱特纳（Felix von Leitner）的演讲非常有启发性。 我build议你阅读它。 总结：现代编译器非常聪明，所以手优化几乎是无效的。
据我了解，现代编译器已经适当地展开循环 – 一个例子是gcc，如果通过优化标志它手册说：
展开循环的迭代次数可以在编译时或进入循环时确定。
所以，在实践中，你的编译器可能会为你做些微不足道的事情。 因此，要确保尽可能多的循环对于编译器来说很容易确定需要多less迭代。
循环展开，无论是手动展开还是编译器展开，往往会适得其反，特别是对于更新的x86 CPU（Core 2，Core i7）。 底线：在您计划部署此代码的任何CPU上，对您的代码进行基准testing（无循环展开）。
尝试不知道是不是这样做。
这种sorting占据了很高的总体时间吗？
所有的循环展开都是减less增加/减less的循环开销，比较停止条件和跳跃。 如果你在循环中所做的工作比循环开销本身需要更多的指令周期，那么你不会看到更多的改进百分比。
以下是如何获得最佳性能的示例。
循环展开可以在特定情况下有所帮助。 唯一的收获是不跳过一些testing！
它可以例如允许标量replace，有效地插入软件预取……你会惊讶其实际上有多有用（即使在-O3的情况下，你也可以在大多数循环中轻松地获得10％的加速）。
正如之前所说，循环取决于很多，编译器和实验是必要的。 制定一个规则是很难的（或者展开的编译器启发式是完美的）
循环展开完全取决于你的问题的大小。 这完全取决于你的algorithm能够将大小缩小为更小的工作组。 你在上面做的不是那样的。 我不确定蒙特卡洛仿真是否可以展开。
循环展开的好场景是旋转图像。 因为你可以旋转单独的工作组。 为了使这个工作，你将不得不减less迭代次数。
如果在循环中和循环中都有很多局部variables，循环展开仍然有用。 重复使用这些寄存器，而不是为循环索引保存一个寄存器。
在你的例子中，你使用less量的局部variables，而不是过度使用寄存器。
如果比较结果比较严重（即非test指令），比较（循环结束）也是一个主要缺点，特别是如果它依赖于外部函数。
循环展开有助于提高CPU对分支预测的意识，但这些仍然会发生。
