for循环中一个不容小觑的问题

for(int i=1;i<=100;i++)

作为程序猿，我们很喜欢使用这种for循环。

可是，当中隐含着一个重要的问题。

过多的编程经历可能使我们的思维产生了一些误解，在上面的for循环中，因为我们在以往过多的编程经历中更加关注for循环体中的内容，导致我们差点儿忽略了那个小i的存在，它扮演着作为计数器的一个“小角色”，我们忽略了它，殊不知它的“饭量”也是不小的哦~

#include<stdio.h>
#include<time.h>
int main()
{
    int temp;
    /********************************/
    temp=clock();
    for(int i=1;i<=100;i++);
    printf("%d\n",clock()-temp);
    /********************************/
    temp=clock();
    for(int i=1;i<=1000000000;i++);
    printf("%d\n",clock()-temp);
    /********************************/
    return 0;
}

程序执行结果是：

0

3000

这样看来，那个小i所耗掉的执行时间也是很可观的。一些编程新手觉得程序的执行时间是由循环次数决定的，这样说对于上面的那个程序貌似是对的，可是没有说到本质。略微懂编程的人都能知道，程序的执行时间是由程序的运算次数决定的，明显加减法要比乘除法快。

对于觉得执行时间由循环次数决定的想法是错误的，能够看以下的程序：

#include<stdio.h>
#include<time.h>
int main()
{
    int n,temp;
    /********************************/
    temp=clock();
    n=1;
    for(int i=1;i<=100000000;i++)
    {
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
        n++,n--;
    }
    printf("%d\n",clock()-temp);
    /********************************/
    temp=clock();
    n=1;
    for(int i=1;i<=150000000;i++)n++,n--;
    printf("%d\n",clock()-temp);
    /********************************/
    return 0;
}

程序执行结果：

6291

901

前者的循环次数有一亿次，而后者的循环次数有一亿五千万次，可是后者更快，是由于前者的运算次数多。深入分析，前者的加减法运算次数大约是100000000+100000000*20=2100000000即21亿，比較次数（i<=100000000）是一亿次；而后者加减法运算次数是150000000+150000000*2=450000000即4亿5千万次，比較次数（i<=150000000）是一亿五千万次。前者比后者多了16亿5千万次的加减法，后者比前者多了5千万次的比較，依据数据大小的不同可能会有所差异。

不管怎样，我们一方面要认识到决定执行时间的因素究竟有哪些，还有一方面，我们更不能忽视掉for循环中小i的作用和消耗，尤其在小i嵌入一个二层循环中。

我之前做过一道算法题，我的程序要跑4s，而我同学给我优化的程序仅仅要跑不到1s，可是我始终找不到原因，由于推导的公式中累加的次数是一样的，仅仅只是我的循环是n*sqrt(n)，而他的是n*lg(n)。我当时仅仅注重了公式中数据的累加，即我仅仅注重了循环体中的内容，忽视掉了小i也有做加法，尤其是套在一个数据量高达五十万的二层循环中，这时候，小i的影响就凸显出来了，由于在这个问题上，我和我的同学相差的地方仅仅有那个循环次数不一样了（公式中的累加肯定是一样的，不然得出的结果是不一样且不对的）。所以看来，有些时候须要特别的控制一下程序的循环次数，在算法一样的情况下，尤其对于多层循环的程序，降低循环次数可以出现意想不到的收益。