while(1) 和 for(;;)有什么区别?

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有粉丝问了类似这样的问题:

while(1) 和 for(;;)它们不都是无限循环吗,作用应该一样啊,它们到底有什么区别?

要回答这个问题,其实你各自编写一段while(1) 和 for(;;)的代码,编译对比一下代码大小和汇编文件,你就大概知道了。

一、while(1)和for(;;)语法表达

这里先说一下while(1)和for(;;)语法表达式。

1、while语法表达

while( 表达式 )
{语句
}

其中:

  • 表达式:是循环条件

  • 语句:为循环体。

while语句的语义是:计算表达式的值,当值为真(非0)时, 执行循环体语句。其执行过程可用下图表示:

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2、for语法表达

for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 
{语句
}

它的执行过程如下:

  • 先求解表达式1

  • 求解表达式2

    若其值为真(非0),则执行for语句中指定的内嵌语句,然后执行下面第3)步;

    若其值为假(0),则结束循环,转到第5)步。

  • 求解表达式3

    转回上面第2)步继续执行。

  • 循环结束,执行for语句下面的一个语句。

执行过程可用下图表示:

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二、while(1)和for(;;)异同点

这里先说一下结论,然后再验证验证结论。

1、相同点

作用和效果都一样:都是实现无限循环的功能。

2、不同点

while(1):其中括号里面是一个条件,程序会判断真假。而括号里面的“1”永远是一个“真值”。

其中,每一次循环,编译器都要判断常量1是不是等于零。

for(;;):这两个;;空语句,编译器一般会优化掉的,直接进入死循环。

根据上面的描述,你可能会觉得:while(1) 比 for(;;) 要做更多事,汇编代码更多,代码量也更大。

但事实是这样吗?下面验证一下。

三、验证while(1)和for(;;)差异

我们编写分别两个文件for.c和while.c,然后分别生成汇编代码,看下情况。

1、源代码

while.c:

// filename: while.c
int main(int argc, char const *argv[])
{
while(1){}return 0;
}

for.c:

// filename: for.c
int main(int argc, char const *argv[])
{
for(;;){}return 0;
}

2、生成汇编

我们这里使用gcc编译器生成汇编,执行命令如下:

gcc -S -o while.s while.c
gcc -S -o for.s for.c

while汇编代码:

; filename: whiles.file  "while.c".text.globl  main.type  main, @function
main:
.LFB0:.cfi_startprocpushq  %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq  %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl  %edi, -4(%rbp)movq  %rsi, -16(%rbp)
.L2:jmp  .L2.cfi_endproc
.LFE0:.size  main, .-main.ident  "GCC: (GNU) 9.3.0".section  .note.GNU-stack,"",@progbits

for汇编代码:

; filename: for.s.file  "for.c".text.globl  main.type  main, @function
main:
.LFB0:.cfi_startprocpushq  %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq  %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl  %edi, -4(%rbp)movq  %rsi, -16(%rbp)
.L2:jmp  .L2.cfi_endproc
.LFE0:.size  main, .-main.ident  "GCC: (GNU) 9.3.0".section  .note.GNU-stack,"",@progbits

你会发现,除了文件名不同,其余都相同。

当然,这里额外说一下,不同代码、不同编译器,以及不同优化等级,可能最终结果有所差异。

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