[질문] 배열과 for문의 index에 따른 계산 속도

아래와 같은 코드로 테스트를 해보았습니다.

A: for(i=200000000;i>0;i--)
B: for(i=0;i<200000000;i++)
C: for(i=-200000000;i<0;i++)
D: for(i=0;i>-200000000;i--)

결과는 다음과 같습니다.

A:
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.382s
user    0m2.110s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.219s
user    0m2.070s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.232s
user    0m2.070s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.863s
user    0m2.090s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.296s
user    0m2.090s
sys     0m0.000s

B:
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.019s
user    0m1.980s
sys     0m0.020s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.018s
user    0m2.010s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.021s
user    0m1.990s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.175s
user    0m2.000s
sys     0m0.020s

[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.358s
user    0m2.030s
sys     0m0.010s

C:
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.117s
user    0m2.080s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.115s
user    0m2.110s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.110s
user    0m2.090s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.115s
user    0m2.060s
sys     0m0.020s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.359s
user    0m2.050s
sys     0m0.010s

D:
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.018s
user    0m1.980s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.015s
user    0m1.990s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.057s
user    0m2.010s
sys     0m0.000s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.007s
user    0m1.980s
sys     0m0.010s
[yamainu@server c]$ time ./a.out

real    0m2.018s
user    0m2.000s
sys     0m0.000s

음...결론적으로... ?

- 두 경우는 동일합니다.

gcc -S 로 생성된 어셈블리코드라든가(같은 인스트럭션을 만들어냅니다)
별도의 프로파일러를 돌려보시면 아시겠지만, 두 경우 성능의 차이는 없습니다.

- 참고로, 덧셈과 뺄셈 연산도 같습니다.

증가연산(dec)와 감소연산(inc)의 성능은 같으며,
덧셈(adc,add)과 뺄셈(sbb,sub)의 성능도 같습니다.
(스펙상으로 386에서 reg,mem 형식은 덧셈이, mem,reg 형식은 뺄셈이 좀더 빠릅니다만 그차이도 무시해도 될겁니다.)
x86이 아닌 다른 CPU더라도 비슷할 것입니다.

마이너스처리로 오버헤드가 걸리는것은 인간의 두뇌 정도가 아닐까 싶습니다. :)

음.. for(xxxx) 문 의 xxx 부분의 연산에 대한 포퍼먼스는 별로 의미가 없습니다.
거의 차이가 없어요.
왜냐구요? 덧셈, 뺼셈은 매우 빠르자나요
배열의 사용할때 문제는 곱셈이라고 할 수 있져.

가령

int i;
int num[100];

for( i = 0; i < 100; ++i)
{
	printf("%d\n", num[i]);
}

이런 코드가 있을 때
num[i] 에서는 내부적으로
(int*)((int)num + (i * sizeof(int)))
와 같은 계산이 일어납니다.

부분분을

int i;
int num[100];
int* p_num = num;

for( i = 0; i < 100; ++i)
{
	printf("%d\n", p_num);
	++p_num;
}

이렇게 고치면 계속 덧셈만 생기고 곱셈이 사라지져.
만약 for 문 안에 num[i] 를 접근하는 회수가 100번이면 100번 덧셈과 곱셈이 일어나는 셈이지만 p_num 을 별도로 만들어 사용하면 단 한번의 덧셈만 발생합니다.
그래서 loop 회수가 큰 부분에서는 배열을 저런식으로 접근하는게 좋지요.

참고로 위에 이야기가 있어서 말씀드리는데요
for(i = 0; i < 100; i++)
보다는
for(i = 0; i <100; ++i)
가 빠릅니다. (사실 거의 차이없지만 어셈차원에서 보면 ++i 가 빠르져)

그리고
for(i = 0; i < 100; ++i)
보다는
for(i = 100; i > 0; --i)
가 빠릅니다.
왜내구요? 시퓨는 i < 100 이라는 비교 연산보다 i > 0 이라는 0하고의 비교 연산이 빠릅니다. (이것도 어셈차원에서 0과의 비교 인스트럭션이 빨라서 그렇져)

for(i = 100; i > 0; --i)
이걸 사용해서 얻는 속력은 너무 미미하고 읽어버린 가독성은 큰편이라
비추천 입니다.

하지만 ++i 는 i++ 에 비해 가독성이 떨어지지 않으니 사용 권장이져 ^^

i++와 ++i는 C 언어에선 전혀 다를 게 없습니다.

C++에서 ++ 연산자가 overloading된 경우엔 ++i 쪽이 더 효율적이지만요.

i++와 ++i는 C++에서 차이가 있습니다.

임시객체가 생성되냐 안되냐의 차이죠 ^_^

i++는 그 값을 나타내기위한 임시객체가 필요하죠

즉 j = i++; 라고 할때 j에 대입되어야할 임시객체가 필요합니다.

하지만 ++i는
j = ++i;라고 할때 그저 i자신이 하나커지고 그냥 자신이 가서 대입합니다.
위에서 볼때 임시객체를 하나 생성하고 소멸시키는 시간에 비해 빠르단 거죠