C语言循环的实现

来源：互联网发布：淘宝店主贷款编辑：程序博客网时间：2024/06/05 04:22

在C语言中采用3中语法来实现循环，它们分别是while、for、do while，本文将分别说明这三种循环的实现，并对它们的运行效率进行比较。

do while

首先来看do while的实现：下面是简单的代码：

int nCount = 0;int nMax = 10;do {    nCount++;} while (nCount < nMax);return 0;

下面对应的是它的汇编代码：

9:        int nCount = 0;00401268   mov         dword ptr [ebp-4],010:       int nMax = 10;0040126F   mov         dword ptr [ebp-8],0Ah11:       do12:       {13:           nCount++;00401276   mov         eax,dword ptr [ebp-4]00401279   add         eax,10040127C   mov         dword ptr [ebp-4],eax14:       } while (nCount < nMax);0040127F   mov         ecx,dword ptr [ebp-4];exc = nCount00401282   cmp         ecx,dword ptr [ebp-8];比较nCount 和 nMax的值00401285   jl          main+26h (00401276);跳转到循环体中15:       return 0;00401287   xor         eax,eax

在汇编代码中首先执行了一次循环体中的操作，然后判断，当条件满足时会跳转回循环体，然后再次执行，当条件不满足时会接着执行后面的语句。
这个过程可以用goto来模拟：

    int nCount = 0;    int nMax = 10;__WHILE:    nCount++;    if(nCount < nMax)        goto __WHILE;

while循环

不同于do while的先执行再比较，while采取的是先比较再循环的方式，下面是一个while的例子：

    int nCount = 0;    int nMax = 10;    while (nCount < nMax)    {        nCount++;    }

00401268   mov         dword ptr [ebp-4],010:       int nMax = 10;0040126F   mov         dword ptr [ebp-8],0Ah11:       while (nCount < nMax)00401276   mov         eax,dword ptr [ebp-4]00401279   cmp         eax,dword ptr [ebp-8]0040127C   jge         main+39h (00401289)12:       {13:           nCount++;0040127E   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]00401281   add         ecx,100401284   mov         dword ptr [ebp-4],ecx14:       }00401287   jmp         main+26h (00401276)15:       return 0;00401289   xor         eax,eax

从汇编代码上可以看出，执行while循环时会有两次跳转，当条件不满足时会执行一次跳转，跳转到循环体外，而条件满足，执行完一次循环后，会再次跳转到循环体中，再次进行比较。相比于do while来说，while执行了两次跳转，效率相对较低。

for 循环

for循环是首先进行初始化操作然后进行比较，条件满足时执行循环，再将循环变量递增，最后再次比较，执行循环或者跳出。下面是for的简单例子：

    int nMax = 10;    for (int i = 0; i < nMax; i++)    {        printf("%d\n", i);    }

下面是它对应的汇编代码：

9:        int nMax = 10;00401268   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah10:       for (int i = 0; i < nMax; i++)0040126F   mov         dword ptr [ebp-8],0 ;初始化循环变量00401276   jmp         main+31h (00401281);跳转到比较操作处00401278   mov         eax,dword ptr [ebp-8]0040127B   add         eax,10040127E   mov         dword ptr [ebp-8],eax;这三句话实现的是循环变量自增操作00401281   mov         ecx,dword ptr [ebp-8];ecx = i00401284   cmp         ecx,dword ptr [ebp-4];比较ecx与i00401287   jge         main+4Ch (0040129c);跳转到循环体外11:       {12:           printf("%d\n", i);00401289   mov         edx,dword ptr [ebp-8]0040128C   push        edx0040128D   push        offset string "%d\n" (0042e01c)00401292   call        printf (00401540)00401297   add         esp,813:       }0040129A   jmp         main+28h (00401278);跳转到i++位置14:       return 0;0040129C   xor         eax,eax

从上面的汇编代码可以看出for循环的效率最低，它经过了3次跳转，生成对应的汇编代码上，初始化操作后面紧接着是循环变量自增操作，所以首先在完成初始化后会进行一次跳转，跳转到判断，然后根据判断条件再次跳转或者接着执行循环体，最后当循环完成后会再次跳转到循环变量自增的位置，同样采用goto语句来模拟这个操作：

    int nMax = 10;    int i = 0;    goto __CMP;__ADD:    i++;__CMP:    if (i >= nMax)    {        goto __RETURN;    }__LOOP:    printf("%d\n", i);    goto __ADD;__RETURN:    return 0;

continue语句

continue用于结束这次循环进入下一次循环，下面采用最复杂的for循环来说明continue语句：

int nMax = 10;    int i = 0;    for(;i < nMax; i++)    {        if (i == 6)        {            continue;        }    }

下面是它对应的汇编代码：

00401268   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah10:       int i = 0;0040126F   mov         dword ptr [ebp-8],011:       for(;i < nMax; i++)00401276   jmp         main+31h (00401281)00401278   mov         eax,dword ptr [ebp-8]0040127B   add         eax,10040127E   mov         dword ptr [ebp-8],eax00401281   mov         ecx,dword ptr [ebp-8]00401284   cmp         ecx,dword ptr [ebp-4]00401287   jge         main+43h (00401293)12:       {13:           if (i == 6)00401289   cmp         dword ptr [ebp-8],6;0040128D   jne         main+41h (00401291);条件不满足组跳转到循环结束处14:           {15:               continue;0040128F   jmp         main+28h (00401278)16:           }17:       }00401291   jmp         main+28h (00401278)18:       return 0;00401293   xor         eax,eax

从上面的汇编代码可以看到，continue语句也是一个跳转语句，它会直接跳转到循环体的开始位置。对于for来说相对特殊一些（我觉得循环变量自增并不属于循环体），由于第一次进入循环时并没有执行循环变量自增，所以它会跳转到循环变量自增的位置，其他则直接到循环开始处。

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