C++/Object Pascal中迴圈結構的一點差異及討論 (轉)

C++/Object Pascal中迴圈結構的一點差異及討論 (轉)[@more@] 

C++/ Pascal中迴圈結構的一點差異及討論

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雖然在所有的語言之中，的都無非是順序、分支和迴圈等幾種結構，比如說，C中的if…else，switch…case，while和do…while， 以及Pascal中的if…then…else，case…of，while…do，repeat…until，幾乎就是一一對應的關係，只不過語法上有小小的差異而已。這樣的相似性使得我們在掌握一門語言之後，再學習其他語言就容易得多了。然而，語言之間的不同是細微而瑣碎的，如果不注意這些差別的話，它們遲早會從不知哪個角落跳出來，讓程式設計師陷入de的噩夢。

 

讓我們來看一個例子。我們知道在一般的迴圈結構中，fo迴圈和while迴圈是可以轉換的，例如，在Pascal中

for I:=StartValue to EndValue do …；

可以轉換成相應的while 迴圈：

I:=StartValue;

while I<=EndValue do begin

  …；

  Inc(I);

end;

看起來，這兩種迴圈是完全一樣的。別忙，真的完全一樣嗎？下面是一段程式碼，你可以先心算一下，看得出來的結果應該是多少：

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

var

  i, j : integer;

  index : integer;

  str : string;

begin

  i := 0;

  j := 3;

  for index:=0 to j do begin

  Inc(i);

  if j<5 then Inc(j);

  end;

  str := IntToStr(i);

 

  i := 0;

  j := 3;

  index := 0;

  while index<=j do begin

  Inc(i);

  if (j<5) then Inc(j);

  Inc(index);

  end;

  Caption := str + ',' + IntToStr(i);

end;

雖然兩個迴圈看起來完全沒有差別，執行後結果卻截然不同：一個是4，一個是6。

 

我們先不忙討論其中的原因，再來看看在C語言中情況如何。

void CTestDlg::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)

{

  int i, j;

  int index;

  i = 0;

  j = 3;

  for (index=0;index<=j;index++)

  {

  i++;

  if (j<5) j++;

  }

  CString str;

  str.Format( "%d", i );

  SetWindowText(str);

 

  CDialog::OnLButtonDown(nFlags, point);

}

 

void CTestDlg::OnRButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)

{

  int i, j;

  int index;

  i = 0;

  j = 3;

  index = 0;

  while (index<=j)

  {

  i++;

  if (j<5) j++;

  index++;

  }

  CString str;

  str.Format( "%d", i );

  SetWindowText( str );

  CDialog::OnRButtonDown(nFlags, point);

}

答案如何呢？在Visual C++中，兩個結果都是6。

 

為了排除對程式執行結果的影響，我在Delphi和Visual C++中分別執行不最佳化的程式和最佳化後的程式，結果也是一樣的：Delphi中兩段迴圈的結果分別是4和6，而在Visual C++中，兩個迴圈結果都是6。

 

以上的試驗我是在 SE，Delphi 6.0和Visual C++6.0的環境下測試的。如果你感興趣的話，也可以換VB，或者C++Builder或者其他環境來測試一下，看得出的結果如何。

 

看來現在可以得出答案了。之所以在Delphi中兩個結果會有所不同，是因為我們在迴圈中改變了變數j的值，而j又用來作為測試迴圈終止的條件。我們可以得出這樣的結論：

1．在Object Pascal中，for迴圈和while迴圈對於迴圈如何終止的條件是有差別的。for迴圈在每次迴圈後不會對終止條件再次求值，也就是說，任何一個for迴圈已開始，總共的迴圈次數就已經確定了，即使你想改變也辦不到。而while迴圈的執行次數是不定的，你可以在迴圈體中隨時改變迴圈次數。

2．由於處理方法不同，因此在執行上也相應的有所不同。在Object Pascal Language Gu中已經指明瞭這一點。下面是該書第四章《語法元素》中的一段話：

The difference between this construction and the for...to statement is that the while l re-evaluates finalValue before each iteration. This can result in noticeably slower performance if finalValue is a complex expression, and it also means that changes to the value of finalValue within statement can affect execution of the loop.

可見，由於每次迴圈後都要對迴圈條件重新求值，因此while迴圈的執行效率明顯低於for。因此，如何可能的話，應該儘量多使用for迴圈。為了提高效率，迴圈條件應儘量簡單，能用常量的地方一定要使用常量。

3．在C語言（嚴格的說，上述情況只在Visual C++中驗證過；在其他C環境如C++Builder和GCC中尚未驗證）中，for和while迴圈的處理方法是一致的：在每次迴圈後都要重新求值。

就效率而言，如果迴圈條件中使用的是變數而非常量，特別是迴圈條件是一個比較複雜的的時候，那麼C中的for迴圈應該是比Object Pascal中的for迴圈效率要低一點（僅僅是理論上講）。

4．知道了for和while迴圈在不同語言中的表現，我們就知道應該如何在編寫迴圈的時候避免一些錯誤。例如，下面的程式碼在Delphi中不會有問題：

var

  sl : TStringList;

  I : integer;

begin

  sl := TStringList.Create;

  sl.Add(‘1’);

  sl.Add(‘2’);

  for I:=0 to sl.Count do sl.Add(‘temp string’);

而在VC中，這樣的程式碼就會讓程式進入死迴圈：

CStringArray sa;

sa.Add(“1’);

sa.Add(“2”);

for (int I=0;I

  sa.Add(“temp string”)；

在我的機器上，這一段程式在長時間的執行後終於彈出一個“不足”的對話方塊,而這時幾乎所有正在執行的程式都慢的好像龜爬了。希望在你的程式中不會看到這種讓人不快的現象。

 

 

後記：儘管for迴圈和while迴圈的這種微小的差別並不如何令人感興趣，但是一個嚴謹的程式設計師應該知道這些細節。有些程式設計師迷戀於各種各樣讓自己的程式漂亮起來的小，而對程式語言本身的許多東西卻忽略掉了。隨著許多非科班出身的愛好者加入程式設計隊伍，一些不好和不正規的程式設計習慣以及捨本逐末的做法也蔓延開來，流風所及，很少人不受到影響。如果我不是正在啃Object Pascal Language Guide的話，根本不會注意到這麼小的地方，也不會想到我原本以為自己很熟悉了的Pascal語言中還隱藏著一些不為人知的東西。C++也是如此，關心 How to put a icon into the system tray的人，似乎永遠比關心 why the class should have a virtual destructor的人來的多。 基本功不怕深厚，只怕太淺。我的希望是，對於所謂XX天精通XXX，或者XXX從到精通之類的東西，大家還是少看為妙，多花一些時間，靜下心來讀些實實在在的技術資料，比什麼都強，雖然讀到頭皮發麻精力不濟的時候所在多有，但是隻要認真過一遍，你的層次絕對不同。