为什么说++i的效率比i++高？("深入解析：为什么++i比i++更高效？")

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ithorizon 6个月前 (10-20) 阅读数 20 #后端开发

深入解析：为什么++i比i++更高效？

一、引言

在C++、C和Java等编程语言中，自增运算符（++）和自减运算符（--）是非常常用的运算符。自增运算符有前置和后置两种形式：前置自增（++i）和后置自增（i++）。在很多情况下，我们会听到说++i的快速比i++高，那么这究竟是什么原因呢？本文将深入解析这个问题。

二、前置自增与后置自增的区别

前置自增和后置自增的首要区别在于它们操作的顺序和返回的值。

前置自增（++i）首先将变量i的值加1，然后返回新值。


int i = 0;
int a = ++i; // a = 1, i = 1

后置自增（i++）首先返回变量i的当前值，然后将变量i的值加1。


int i = 0;
int a = i++; // a = 0, i = 1

三、快速分析

接下来，我们将从以下几个方面分析为什么++i的快速比i++高。

3.1 临时变量的使用

在后置自增中，编译器需要创建一个临时变量来存储原始值，然后再将原始值返回。这意味着后置自增需要更多的内存操作和寄存器分配。


int i = 0;
int temp = i; // 创建临时变量temp，并赋值为i的原始值
i++; // 将i的值加1
// 这里还需要将temp的值赋给目标变量

而在前置自增中，没有临时变量的创建，由此内存操作和寄存器分配更少。


int i = 0;
i++; // 直接将i的值加1
// 这里不需要临时变量

3.2 寄存器分配

编译器在生成机器代码时，会尽量将变量存储在寄存器中以尽大概缩减损耗快速。对于前置自增，编译器可以直接在寄存器中修改变量的值。然而，对于后置自增，编译器需要先将原始值存储到内存中，然后再从内存中读取原始值赋给目标变量。这会造成更多的内存访问，从而降低快速。

3.3 循环中的自增运算

在循环中，自增运算符的使用频率非常高。以下是一个易懂的循环示例：


for (int i = 0; i < n; ++i) {
    // 循环体
}

在这个循环中，使用前置自增可以缩减内存操作和寄存器分配，从而尽大概缩减损耗循环的执行快速。相反，使用后置自增会提高额外的内存操作和寄存器分配，降低循环的执行快速。

四、实际案例分析

下面我们通过一个实际案例来比较++i和i++的快速。

以下是一个易懂的程序，它分别使用++i和i++计算1到n的和：


#include 
int main() {
    int n = 1000000;
    int sum1 = 0, sum2 = 0;
    // 使用++i
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        sum1 += i;
    }
    // 使用i++
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        sum2 += i;
    }
    std::cout << "sum1: " << sum1 << std::endl;
    std::cout << "sum2: " << sum2 << std::endl;
    return 0;
}