在循环之前或循环中声明变量之间的区别？

我一直想知道，一般而言，在循环之前声明一个抛弃型变量（而不是在循环内部重复）是否会产生（性能）差异？Java中的一个（毫无意义的）示例：

a）循环前声明：

double intermediateResult;
for(int i=0; i < 1000; i++){
    intermediateResult = i;
    System.out.println(intermediateResult);
}

b）循环内的声明（反复）：

for(int i=0; i < 1000; i++){
    double intermediateResult = i;
    System.out.println(intermediateResult);
}

a或b哪个更好？

我怀疑重复变量声明（示例b）在理论上会增加开销，但编译器足够聪明，因此无关紧要。示例b的优点是更紧凑，并将变量的范围限制在使用它的位置。尽管如此，我还是倾向于根据示例a进行编码。

编辑：我对Java案例特别感兴趣。

a或b哪个更好？

从性能角度来看，您必须对其进行评估。（我认为，如果您可以衡量差异，则编译器不是很好）。

从维护的角度来看，b更好。在尽可能小的范围内，在同一位置声明和初始化变量。不要在声明和初始化之间留有缝隙，也不要污染不需要的名称空间。

好吧，我分别运行了您的A和B示例20次，循环了1亿次。（JVM-1.5.0）

答：平均执行时间：.074秒

B：平均执行时间：0.067秒

令我惊讶的是，B的速度稍快一些。现在很难说出与计算机一样快的精度。我也会用A方式进行编码，但我说这并不重要。

这取决于语言和确切的用法。例如，在C＃1中，它没有区别。在C＃2中，如果局部变量是由匿名方法（或C＃3中的lambda表达式）捕获的，则可以产生很大的不同。

例：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Test
{
    static void Main()
    {
        List<Action> actions = new List<Action>();

        int outer;
        for (int i=0; i < 10; i++)
        {
            outer = i;
            int inner = i;
            actions.Add(() => Console.WriteLine("Inner={0}, Outer={1}", inner, outer));
        }

        foreach (Action action in actions)
        {
            action();
        }
    }
}

输出：

Inner=0, Outer=9
Inner=1, Outer=9
Inner=2, Outer=9
Inner=3, Outer=9
Inner=4, Outer=9
Inner=5, Outer=9
Inner=6, Outer=9
Inner=7, Outer=9
Inner=8, Outer=9
Inner=9, Outer=9

不同之处在于，所有动作都捕获相同的outer变量，但是每个动作都有其自己的单独inner变量。

以下是我在.NET中编写和编译的内容。

double r0;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    r0 = i*i;
    Console.WriteLine(r0);
}

for (int j = 0; j < 1000; j++) {
    double r1 = j*j;
    Console.WriteLine(r1);
}

这是当CIL渲染回代码时从.NET Reflector中获得的。

for (int i = 0; i < 0x3e8; i++)
{
    double r0 = i * i;
    Console.WriteLine(r0);
}
for (int j = 0; j < 0x3e8; j++)
{
    double r1 = j * j;
    Console.WriteLine(r1);
}

因此，两者在编译后看起来完全相同。在托管语言中，代码将转换为CL /字节代码，并且在执行时将其转换为机器语言。因此，在机器语言中，甚至可能不会在堆栈上创建一个double。它可能只是一个寄存器，因为代码反映它是WriteLine函数的临时变量。有整套针对循环的优化规则。因此，普通人不必为此担心，尤其是在托管语言中。在某些情况下，您可以优化管理代码，例如，如果您必须使用just string a; a+=anotherstring[i]与using 来连接大量字符串，StringBuilder。两者之间的性能差异很大。在很多情况下，编译器无法优化您的代码，因为它无法找出更大范围内的目标。但是它可以为您优化基本的东西。

这是VB.NET中的陷阱。在此示例中，Visual Basic结果不会重新初始化变量：

For i as Integer = 1 to 100
    Dim j as Integer
    Console.WriteLine(j)
    j = i
Next

' Output: 0 1 2 3 4...

它将第一次打印0（Visual Basic变量在声明时具有默认值！），但是之后i每次。

= 0但是，如果添加，则会得到您期望的结果：

For i as Integer = 1 to 100
    Dim j as Integer = 0
    Console.WriteLine(j)
    j = i
Next

'Output: 0 0 0 0 0...

我做了一个简单的测试：

int b;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    b = i;
}

与

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    int b = i;
}

我用gcc-5.2.0编译了这些代码。然后，我反汇编了这两个代码的main（），结果如下：

1º：

   0x00000000004004b6 <+0>:     push   rbp
   0x00000000004004b7 <+1>:     mov    rbp,rsp
   0x00000000004004ba <+4>:     mov    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0
   0x00000000004004c1 <+11>:    jmp    0x4004cd <main+23>
   0x00000000004004c3 <+13>:    mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
   0x00000000004004c6 <+16>:    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],eax
   0x00000000004004c9 <+19>:    add    DWORD PTR [rbp-0x4],0x1
   0x00000000004004cd <+23>:    cmp    DWORD PTR [rbp-0x4],0x9
   0x00000000004004d1 <+27>:    jle    0x4004c3 <main+13>
   0x00000000004004d3 <+29>:    mov    eax,0x0
   0x00000000004004d8 <+34>:    pop    rbp
   0x00000000004004d9 <+35>:    ret

与

2度

   0x00000000004004b6 <+0>: push   rbp
   0x00000000004004b7 <+1>: mov    rbp,rsp
   0x00000000004004ba <+4>: mov    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0
   0x00000000004004c1 <+11>:    jmp    0x4004cd <main+23>
   0x00000000004004c3 <+13>:    mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
   0x00000000004004c6 <+16>:    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],eax
   0x00000000004004c9 <+19>:    add    DWORD PTR [rbp-0x4],0x1
   0x00000000004004cd <+23>:    cmp    DWORD PTR [rbp-0x4],0x9
   0x00000000004004d1 <+27>:    jle    0x4004c3 <main+13>
   0x00000000004004d3 <+29>:    mov    eax,0x0
   0x00000000004004d8 <+34>:    pop    rbp
   0x00000000004004d9 <+35>:    ret 

与结果完全相同。不能证明这两个代码产生相同的东西吗？

它取决于语言-IIRC C＃对此进行了优化，因此没有任何区别，但是JavaScript（例如）将每次完成整个内存分配。

我将始终使用A（而不是依赖于编译器），并且可能还会重写为：

for(int i=0, double intermediateResult=0; i<1000; i++){
    intermediateResult = i;
    System.out.println(intermediateResult);
}

这仍然限制intermediateResult了循环的范围，但不会在每次迭代期间重新声明。

我认为b是更好的结构。在a中，循环完成后，intermediateResult的最后一个值仍然存在。

编辑：这与值类型并没有太大的区别，但是引用类型可能有点重。就个人而言，我希望尽快取消引用变量以进行清理，而b会为您做到这一点，

我怀疑有几个编译器可以将两者优化为相同的代码，但是肯定不是全部。所以我想说您最好选择前者。后者的唯一原因是，如果您要确保仅在循环中使用声明的变量。

通常，我在最内部的范围内声明变量。因此，如果您不在循环之外使用middleResult，那么我会选择B。

同事喜欢第一种形式，说这是一种优化，喜欢重用声明。

我更喜欢第二个（并试图说服我的同事！;-)），他读到：

• 它将变量的范围缩小到需要它们的地方，这是一件好事。
• Java进行了足够的优化，以使性能没有显着差异。IIRC，也许第二种形式甚至更快。

无论如何，它属于依赖于编译器和/或JVM的质量的过早优化类别。

如果在lambda等中使用变量，则C＃有所不同。但是通常，假定变量仅在循环内使用，则编译器基本上会执行相同的操作。

鉴于它们基本上是相同的：请注意，版本b使读者更清楚地知道该变量在循环之后不能使用，也不能使用。此外，版本b更易于重构。在版本a中将循环体提取到其自己的方法中更加困难。而且，版本b向您保证，这种重构没有副作用。

因此，版本a无休止地困扰着我，因为它没有任何好处，并且使推理代码变得更加困难...

好吧，您始终可以为此设置范围：

{ //Or if(true) if the language doesn't support making scopes like this
    double intermediateResult;
    for (int i=0; i<1000; i++) {
        intermediateResult = i;
        System.out.println(intermediateResult);
    }
}

这样，您只需声明一次变量，并且在退出循环时该变量将死亡。

我一直以为，如果在循环内声明变量，那将浪费内存。如果您有这样的事情：

for(;;) {
  Object o = new Object();
}

然后，不仅需要为每个迭代创建对象，而且还需要为每个对象分配一个新的引用。看来，如果垃圾收集器运行缓慢，那么您将有一堆悬挂的引用需要清理。

但是，如果您有：

Object o;
for(;;) {
  o = new Object();
}

然后，您仅创建一个引用，并每次为其分配一个新对象。当然，超出范围可能会花费更长的时间，但是只有一个悬而未决的参考文献需要处理。

我认为这取决于编译器，很难给出一个普遍的答案。

我的做法是：

• 如果变量的类型很简单（int，double，...），我更喜欢变量b（内部）。
  原因：减小变量的范围。

• 如果变量的类型不简单（某种class或struct），则我希望使用变体a（外部）。
  原因：减少了ctor-dtor调用次数。

从性能的角度来看，外部要好得多。

public static void outside() {
    double intermediateResult;
    for(int i=0; i < Integer.MAX_VALUE; i++){
        intermediateResult = i;
    }
}

public static void inside() {
    for(int i=0; i < Integer.MAX_VALUE; i++){
        double intermediateResult = i;
    }
}

我分别执行了两个功能10亿次。outside（）花费了65毫秒。inside（）花了1.5秒。

如果有人感兴趣，我使用Node 4.0.0测试了JS。在循环外声明，在1000次试验中平均平均〜.5 ms的性能改进，每个试验1亿次循环迭代。因此，我要说的是继续以最易读/可维护的方式编写它，即B，imo。我会把代码摆在摆弄的位置，但是我使用了现在性能良好的Node模块。这是代码：

var now = require("../node_modules/performance-now")

// declare vars inside loop
function varInside(){
    for(var i = 0; i < 100000000; i++){
        var temp = i;
        var temp2 = i + 1;
        var temp3 = i + 2;
    }
}

// declare vars outside loop
function varOutside(){
    var temp;
    var temp2;
    var temp3;
    for(var i = 0; i < 100000000; i++){
        temp = i
        temp2 = i + 1
        temp3 = i + 2
    }
}

// for computing average execution times
var insideAvg = 0;
var outsideAvg = 0;

// run varInside a million times and average execution times
for(var i = 0; i < 1000; i++){
    var start = now()
    varInside()
    var end = now()
    insideAvg = (insideAvg + (end-start)) / 2
}

// run varOutside a million times and average execution times
for(var i = 0; i < 1000; i++){
    var start = now()
    varOutside()
    var end = now()
    outsideAvg = (outsideAvg + (end-start)) / 2
}

console.log('declared inside loop', insideAvg)
console.log('declared outside loop', outsideAvg)

与B）相比，A）是一个安全的选择......想象一下，如果您是在循环中初始化结构而不是“ int”或“ float”，那该怎么办？

喜欢

typedef struct loop_example{

JXTZ hi; // where JXTZ could be another type...say closed source lib 
         // you include in Makefile

}loop_example_struct;

//then....

int j = 0; // declare here or face c99 error if in loop - depends on compiler setting

for ( ;j++; )
{
   loop_example loop_object; // guess the result in memory heap?
}

您肯定会遇到内存泄漏的问题！。因此，我相信“ A”是更安全的选择，而“ B”则更容易受到内存累积的影响，尤其是在源代码库附近工作。

这是一个有趣的问题。根据我的经验，在为代码辩论此问题时，需要考虑一个最终问题：

有什么理由使变量需要是全局变量？

全局只声明一次该变量，而局部只声明一次是有意义的，因为这对于组织代码更好，并且需要更少的代码行。但是，如果只需要在一个方法中本地声明它，我将在该方法中对其进行初始化，因此很明显该变量与该方法专门相关。如果选择后一个选项，请注意不要在初始化该方法的方法之外调用此变量-您的代码将不知道您在说什么，并且会报告错误。

另外，请注意，即使用途不同，也不要在不同方法之间重复使用局部变量名称。只是令人困惑。

这是更好的形式

double intermediateResult;
int i = byte.MinValue;

for(; i < 1000; i++)
{
intermediateResult = i;
System.out.println(intermediateResult);
}

1）用这种方式一次声明两个变量，而不是每个声明一次。2）分配所有其他选项。3）因此，最佳实践规则是迭代之外的任何声明。

在Go中进行了相同的尝试，并将使用go tool compile -Sgo 1.9.4 的编译器输出进行了比较

零差，根据汇编器输出。

我有很长一段时间都遇到过同样的问题。所以我测试了一个更简单的代码。

结论：在这种情况下，没有性能差异。

外循环情况

int intermediateResult;
for(int i=0; i < 1000; i++){
    intermediateResult = i+2;
    System.out.println(intermediateResult);
}

内循环情况

for(int i=0; i < 1000; i++){
    int intermediateResult = i+2;
    System.out.println(intermediateResult);
}

我在IntelliJ的反编译器上检查了已编译的文件，在两种情况下，我都得到了相同的结果 Test.class

for(int i = 0; i < 1000; ++i) {
    int intermediateResult = i + 2;
    System.out.println(intermediateResult);
}

我还使用此答案中给出的方法针对这两种情况反汇编了代码。我只显示与答案有关的部分

外循环情况

Code:
  stack=2, locals=3, args_size=1
     0: iconst_0
     1: istore_2
     2: iload_2
     3: sipush        1000
     6: if_icmpge     26
     9: iload_2
    10: iconst_2
    11: iadd
    12: istore_1
    13: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    16: iload_1
    17: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
    20: iinc          2, 1
    23: goto          2
    26: return
LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
           13      13     1 intermediateResult   I
            2      24     2     i   I
            0      27     0  args   [Ljava/lang/String;

内循环情况

Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: iconst_0
         1: istore_1
         2: iload_1
         3: sipush        1000
         6: if_icmpge     26
         9: iload_1
        10: iconst_2
        11: iadd
        12: istore_2
        13: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        16: iload_2
        17: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        20: iinc          1, 1
        23: goto          2
        26: return
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
           13       7     2 intermediateResult   I
            2      24     1     i   I
            0      27     0  args   [Ljava/lang/String;

如果您密切关注，只有Slot分配到i并intermediateResult在LocalVariableTable被换为他们的出场顺序的产物。插槽中的相同差异反映在其他代码行中。

• 没有执行额外的操作
• intermediateResult 在这两种情况下，它仍然是局部变量，因此访问时间没有差异。

奖金

编译器进行了大量的优化，看看在这种情况下会发生什么。

零工作案例

for(int i=0; i < 1000; i++){
    int intermediateResult = i;
    System.out.println(intermediateResult);
}

零工作反编译

for(int i = 0; i < 1000; ++i) {
    System.out.println(i);
}

即使我知道我的编译器足够聪明，我也不想依靠它，而是会使用a）变体。

仅当您迫切需要在循环正文之后使中间体结果不可用时，b）变体对我才有意义。但无论如何，我无法想象如此绝望的情况。

编辑：乔恩·斯凯特（Jon Skeet）提出了一个很好的观点，表明循环内的变量声明可以产生实际的语义差异。