在循环内声明变量，好的做法还是坏的做法？

Question

问题 #1： 在循环中声明变量是好做法还是坏做法？

我已经阅读了关于是否存在性能问题的其他线程（大多数人说不），并且您应该始终将变量声明为接近它们将被使用的位置。我想知道是否应该避免这种情况，或者它是否真的是首选。

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变量已经被声明并且只是跳过该部分，或者它实际上每次都在内存中为它创建一个位置？

原文由 JeramyRR 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

这是 极好 的做法。

通过在循环内创建变量，您可以确保它们的范围被限制在循环内。它不能在循环之外被引用或调用。

这边走：

• 如果变量的名称有点“通用”（如“i”），则不会有将其与代码中稍后某处的另一个同名变量混合的风险（也可以使用 -Wshadow 关于 GCC 的警告说明）

• 编译器知道变量范围仅限于循环内部，因此如果变量在别处被错误地引用，编译器会发出适当的错误消息。

• 最后但同样重要的是，编译器可以更有效地执行一些专门的优化（最重要的是寄存器分配），因为它知道变量不能在循环之外使用。例如，无需存储结果以供以后重用。

简而言之，你这样做是对的。

但是请注意，变量 _不应该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，其唯一目的是声明必须在一个循环到另一个循环中保留其值的变量。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。唯一的区别是范围：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槽（来自其他范围已结束的变量）。

受限和更精确的范围会带来更精确的优化。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(){...} 块之外也是如此。通常，而不是：

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

写起来更安全：

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

差异可能看起来很小，尤其是在这样一个小例子上。但在更大的代码库上，它将有所帮助：现在没有风险将一些 result 值从 f1() 传输到 f2() 块。每一个 result 都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 没有正确初始化 f2() 。第二个版本将简单地拒绝工作，在编译时声明一个明确的错误消息（比运行时更好）。第一个版本不会发现任何东西， f1() 的结果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 （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”之类的东西，因此在调用函数时，变量的空间将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成本“零”的原因。

但是，对于 C++ 类，有一个构造函数，我对此知之甚少。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，但初始化很可能发生在每次循环迭代中。

原文由 Cyan 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 2

下面的两个片段生成相同的程序集。

 // snippet 1
void test() {
   int var;
   while(1) var = 4;
}

// snippet 2
void test() {
    while(1) int var = 4;
}

输出：

 test():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
.L2:
        mov     DWORD PTR [rbp-4], 4
        jmp     .L2

链接： https ://godbolt.org/z/36hsM6Pen

因此，在涉及分析反对或计算广泛的构造函数之前，保持 declation 接近其使用应该是默认方法。

原文由 Muhtasim Ulfat Tanmoy 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议