C++ 优化：for循环展开

我写了一段代码：

#include <cstddef>
const size_t array_length = 1024*1024*256;

int main()
{
    auto arr = new char[array_length];

#ifdef NO_EXPEND
for(size_t i = 0; i<array_length; i ++){
        arr[i] = 0;
    }

    for(size_t i = 0; i<array_length; i ++){
        arr[i] = arr[i] + 1;
    }
#else
    for(size_t i = 0; i<array_length; i = i+8){
        arr[i] = 0;
        arr[i + 1] = 0;
        arr[i + 2] = 0;
        arr[i + 3] = 0;
        arr[i + 4] = 0;
        arr[i + 5] = 0;
        arr[i + 6] = 0;
        arr[i + 7] = 0;
    }

    for(size_t i = 0; i<array_length; i = i + 8){
        arr[i] = arr[i] + 1;
        arr[i + 1] = arr[i + 1] + 1;
        arr[i + 2] = arr[i + 2] + 1;
        arr[i + 3] = arr[i + 3] + 1;
        arr[i + 4] = arr[i + 4] + 1;
        arr[i + 5] = arr[i + 5] + 1;
        arr[i + 6] = arr[i + 6] + 1;
        arr[i + 7] = arr[i + 7] + 1;
    }
#endif
    delete [] arr;
    return 0;
}

运行结果如下：

image.png

我们可以看到，在for循环展开可以提高代码的执行效率，主要的原因有以下两点
1、提高缓存命中（cache hit）率
2、减少分支预测，当前例子下，也可以简单的理解为条件判断减少。