c++ - 在循环内声明变量，好的做法还是坏的做法？

Question

问题 #1:在循环中声明一个变量是好的做法还是坏的做法？

我已经阅读了关于是否存在性能问题的其他线程(大多数人说没有)，并且您应该始终将变量声明为靠近它们将要使用的位置。我想知道的是是否应该避免这种情况，或者它是否确实是首选。

例子:

for(int counter = 0; counter <= 10; counter++)
{
   string someString = "testing";

   cout << someString;
}

问题#2:大多数编译器是否意识到该变量已经被声明并跳过该部分，或者它是否每次都在内存中为它创建一个位置？

Answer 1

这是优秀 实践。

通过在循环内创建变量，您可以确保它们的作用域被限制在循环内。它不能在循环外被引用或调用。

这条路:

如果变量的名称有点“通用”(如“i”)，则没有将其与代码后面某个地方的另一个同名变量混合的风险(也可以使用 -Wshadow 警告指令来缓解GCC)

编译器知道变量范围仅限于循环内部，因此如果该变量被错误地引用到其他地方，则会发出正确的错误消息。

最后但并非最不重要的是，编译器可以更有效地执行一些专用优化(最重要的是寄存器分配)，因为它知道变量不能在循环外使用。例如，无需存储结果供以后重用。

简而言之，你这样做是对的。

但是请注意，变量不应在每个循环之间保留其值。在这种情况下，您可能需要每次都对其进行初始化。您还可以创建一个更大的块，包含循环，其唯一目的是声明变量，这些变量必须从一个循环到另一个循环保持其值。这通常包括循环计数器本身。

{
    int i, retainValue;
    for (i=0; i<N; i++)
    {
       int tmpValue;
       /* tmpValue is uninitialized */
       /* retainValue still has its previous value from previous loop */

       /* Do some stuff here */
    }
    /* Here, retainValue is still valid; tmpValue no longer */
}

对于问题#2:
当函数被调用时，变量被分配一次。实际上，从分配的角度来看，它(几乎)与在函数开头声明变量相同。唯一的区别是作用域:变量不能在循环之外使用。甚至可能没有分配变量，只是重新使用一些空闲插槽(来自其他作用域已结束的变量)。

有限的和更精确的范围带来了更准确的优化。但更重要的是，它使您的代码更安全，在阅读代码的其他部分时需要担心的状态(即变量)更少。

即使在 if(){...} 之外也是如此堵塞。通常，而不是:

    int result;
    (...)
    result = f1();
    if (result) then { (...) }
    (...)
    result = f2();
    if (result) then { (...) }

写这样更安全:

    (...)
    {
        int const result = f1();
        if (result) then { (...) }
    }
    (...)
    {
        int const result = f2();
        if (result) then { (...) }
    }

差异可能看起来很小，尤其是在这么小的例子上。
但是在更大的代码库上，它会有所帮助:现在传输一些 result 没有风险。值来自 f1()至 f2()堵塞。每个result严格限制在自己的范围内，使其作用更加准确。从审阅者的角度来看，这要好得多，因为他需要担心和跟踪的远程状态变量更少。

甚至编译器也会提供更好的帮助:假设将来，在对代码进行一些错误更改后，result未正确初始化 f2() .第二个版本将简单地拒绝工作，在编译时声明一条明确的错误消息(比运行时更好)。第一个版本不会发现任何东西，结果f1()将简单地进行第二次测试，对 f2() 的结果感到困惑.

补充资料

开源工具CppCheck (用于 C/C++ 代码的静态分析工具)提供了一些关于变量最佳范围的极好提示。

回应关于分配的评论:
上述规则在 C 中是正确的，但可能不适用于某些 C++ 类。

对于标准类型和结构，变量的大小在编译时是已知的。 C 中没有“构造”这样的东西，所以当函数被调用时，变量的空间将被简单地分配到堆栈中(没有任何初始化)。这就是为什么在循环内声明变量时存在“零”成本的原因。

但是，对于 C++ 类，我对构造函数知之甚少。我想分配可能不会成为问题，因为编译器应该足够聪明以重用相同的空间，但是初始化可能会在每次循环迭代中进行。