现代编译器是否优化了 unsigned int 在 for 循环中的使用？

Question

考虑以下代码：

for(unsigned i = 0; i < counter1; i++) {
    for(unsigned j = 0; j < counter2; j++) {
        // some code here
    }
}

在此上下文中使用 unsigned int 而不是仅使用 int 有什么好处吗？现代编译器会以某种方式优化它，还是唯一的好处只是更大的 unsigned int?

Answer 1

与 int 相比，在 for 循环中使用 unsigned int 没有任何优势。使用 unsigned int 的数字范围的边际收益远远超过引入错误的机会。此外，unsigned int 使可读性更难。

一个可能引入错误的有趣案例是

for (unsigned int i = foo.Length()-1; i >= 0; --i) ...

您可能已经注意到，这个循环永远不会结束。一些现代 gcc 编译器可能会在这种情况下提供警告，但有时它们不会。比较 signed 和 unsigned 值时也会出现一些错误。如果您需要额外的 space，最好使用 long 而不是 unsigned int.

特别是关于 unsigned int 的编译器优化，没有任何收获。

Answer 2

这些循环的编译器结果没有区别，因为在汇编中，无符号整数在大多数情况下并没有真正被区别对待，除了比较。不过，错误在其他情况下是相关的。

$ cat test.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned buffer[100][100];

    for (unsigned i = 0; i < 100; i++) 
        for (unsigned j = 0; j < 100; j++)
            fprintf(stdout, "i");
}
$ sed s/unsigned/int/ test.c  > testint.c
$ gcc -std=c11 -O3 testint.c -S; gcc -std=c11 -O3 test.c -S
$ diff test.s testint.s
1c1
<   .file   "test.c"
---
>   .file   "testint.c"

如果我使用 -O0 分支时你会看到不同：

$ diff test.s testint.s
1c1
<   .file   "test.c"
---
>   .file   "testint.c"
27c27
<   jbe .L4
---
>   jle .L4
31c31
<   jbe .L5
---
>   jle .L5

现代编译器是否优化了 unsigned int 在 for 循环中的使用？

Do the modern compilers optimize unsigned int use in for loops?

c

c++

compilation

unsigned-integer