Delphi "for ... to"语句从结束值运行到开始值

Question

我正在 Embarcadero Delphi 2010 中编写一个简单的应用程序。包含两个周期的简单代码:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
a:array [0..255] of integer;
i:integer;
k,q:integer;
begin
k:=0;
for I := 0 to 255 do
 begin
    a[i]:=i;
 end;

for I := 0 to 255 do
 begin
    q:= a[i];
    k:=k+q;
 end;
Label1.Caption:=inttostr(k);
end;

根据 Watch List，在第二个循环中，变量“i”从值 256 开始，到 0 (256, 255, 254, ..., 0)，但数组的元素是正确的 (0, 1, 2, 3 ，...)。变量“i”仅在本地声明，没有全局变量。 为什么会出现这种情况？这是正常行为吗？

Answer 1

简短的回答是因为编译器优化。长答案是:

在您的 Pascal 中代码，整数I有两个(实际上是三个)目的。首先，它是循环控制变量(或循环计数器)，也就是说，它控制循环运行的次数。其次，它充当数组a的索引。 。在第一个循环中，它还充当分配给数组元素的值。当编译为机器代码时，这些角色由不同的寄存器处理。

如果在编译器设置中设置了优化，编译器会创建将控制变量从起始值递减到零的代码，如果可以这样做，而不更改最终结果。之所以这样做，是因为可以避免与非零值进行比较，从而更快。

在下面对第一个循环的反汇编中，您可以看到变量 I 的作用处理为:

• 注册 eax充当循环控制变量和值 分配给数组元素
• 注册 edx是指向数组元素的指针(增加 4 (字节)每转)

反汇编:

Unit25.pas.34: for I := 0 to 255 do
005DB695 33C0             xor eax,eax             // init
005DB697 8D9500FCFFFF     lea edx,[ebp-$00000400]
Unit25.pas.36: a[i]:=i;
005DB69D 8902             mov [edx],eax           // value assignment
Unit25.pas.37: end;
005DB69F 40               inc eax                 // prepare for next turn
005DB6A0 83C204           add edx,$04             // same
Unit25.pas.34: for I := 0 to 255 do
005DB6A3 3D00010000       cmp eax,$00000100       // comparison with end of loop
005DB6A8 75F3             jnz $005db69d           // if not, run next turn

自 eax有两个作用，必须向上计数。请注意，每个循环需要三个命令来管理循环计数: inc eax , cmp eax, $00000100和jnz $005db69d .

在第二个循环的反汇编中，变量 I 的作用处理方式与第一个循环类似，除了 I未分配给元素。因此循环控制仅充当循环计数器并且可以向下运行。

• 注册 eax是循环控制变量
• 注册 edx是指向数组元素的指针(增加 4 (字节)每转)

反汇编:

Unit25.pas.39: for I := 0 to 255 do
005DB6AA B800010000       mov eax,$00000100       // init loop counter
005DB6AF 8D9500FCFFFF     lea edx,[ebp-$00000400]
Unit25.pas.41: q:= a[i];
005DB6B5 8B0A             mov ecx,[edx]
Unit25.pas.42: k:=k+q;
005DB6B7 03D9             add ebx,ecx
Unit25.pas.43: end;
005DB6B9 83C204           add edx,$04    // prepare for next turn
Unit25.pas.39: for I := 0 to 255 do
005DB6BC 48               dec eax        // decrement loop counter, includes intrinsic comparison with 0
005DB6BD 75F6             jnz $005db6b5  // jnz = jump if not zero

请注意，在这种情况下，只需要两个命令来管理循环计数: dec eax和jnz $005db6b5 .

在 Delphi XE7 中，在 Watches 窗口中，变量 I在第一个循环期间显示为递增值，但在第二个循环期间显示为 E2171 Variable 'i' inaccessible here due to optimization 。在早期版本中，我记得它显示的是递减值，我相信您已经看到了。