高效的C編程之：C循環結構

14.5.2循環展開

在14.5.1節中可以發現，每次循環需要在循環體外加兩條指令：一條減法指令來減少循環計數值和一條條件分支指令。通常這些指令稱為循環開銷（LoopOverhead）。在ARM7或ARM9處理器上，加法指令需要1個周期，條件分支指令需要3個周期，這樣每個循環就需要4個周期的開銷。

可以通過展開循環體（LoopUnrolling），即重復循環主體多次，同時按同樣的比例減少循環次數來降低循環開銷。

下面的例子通過將循環體展開4次，來達到減少循環開銷的目的。

intcountbit1(uintn)

{intbits=0;

while(n!=0)

{

if(n1)bits++;

n>>=1;

}

returnbits;

}

將循環主體展開。

intcountbit2(uintn)

{intbits=0;

while(n!=0)

{

if(n1)bits++;

if(n2)bits++;

if(n4)bits++;

if(n8)bits++;

n>>=4;

}

returnbits;

}

這里減少了4N的循環開銷（N=4，即循環體執行的次數）。如果循環體中存在耗時的Store/Load指令，則代碼執行效率的提高將更明顯。

ARM編譯器不會自動將循環體展開，只有用戶自己判斷何時將循環體展開，到底應該展開多少次，如果循環的次數不是循環展開的倍數該怎么辦？下面就將詳細討論，用戶編寫自己的循環展開程序時，需要注意的問題。

①只有當循環展開對提高應用程序的整體性能非常重要時，才進行循環展開；否則反而會增加代碼尺寸。

②應設法使循環的次數是循環展開的倍數。如果難以實現，那么就要增加額外的代碼來處理數組的剩余元素。這將增加少許代碼量，但可以保持較好的性能。