C++ i++和++i区别 C++自增运算符效率与重载实现【细节】

6次阅读

i++ 通常比 ++i 慢,因其需先保存原值再自增并返回副本,而 ++i 直接修改并返回引用,无拷贝开销;未优化时差异明显,优化后汇编常一致。

C++ i++和++i区别 C++自增运算符效率与重载实现【细节】

为什么 i++ 通常比 ++i 慢(原生类型)

对内置整型(如 intlong)而言,编译器在优化充分时两者生成的汇编往往一致,但语义上 i++ 必须返回自增前的值,这意味着它隐含一个临时副本。即使被优化掉,在未开启优化(如 -O0)或调试模式下,i++ 仍会多一次值拷贝操作。

  • ++i 直接修改 i 并返回其引用(int&),无副本
  • i++ 需先保存原值,再自增,最后返回该保存值(通常是 int 值,非引用)
  • 对于简单类型,差异微小;但若写成循环惯用写法(如 for (int i = 0; i ),习惯用 ++i 更符合语义且避免潜在冗余

std::vector::iterator 等自定义迭代器中重载 ++ii++ 的典型写法

用户自定义类型(如迭代器、智能指针)重载自增运算符时,效率差异变得显著——因为拷贝构造开销不可忽略。标准做法是让前置版本返回引用,后置版本返回值对象,并借助 int 形参区分重载。

  • 前置 ++i:声明为 T& operator++(),直接修改对象并返回 *this
  • 后置 i++:声明为 T operator++(int),先保存当前状态副本,再调用前置版本,最后返回副本
  • 常见错误:后置版本误返回 *this 引用(导致返回已修改对象),或未用 int 形参导致重载失败
T& operator++() {     ++ptr_;  // 实际移动逻辑     return *this; }  T operator++(int) {     T tmp(*this);  // 关键:复制当前状态     ++(*this);     // 复用前置逻辑     return tmp;    // 返回旧值 }

什么时候 i++++i 行为完全等价?

仅当表达式结果被彻底丢弃(即不参与后续计算、不赋值、不传参)时,两者效果相同,编译器也更可能将它们优化为同一指令序列。

  • 例如:for (int i = 0; i 与 for (int i = 0; i 在 -O2 下几乎无差别
  • auto x = i++;auto x = ++i; 绝对不等价,前者 x 是旧值,后者是新值
  • 在模板或泛型代码中(如 std::sort 内部调用迭代器自增),应无条件使用 ++it,因为无法预设迭代器是否廉价可拷贝

重载时容易忽略的 const 正确性与返回类型陷阱

前置 ++i 若用于 const 对象,必须拒绝编译;而后置 i++ 即使作用于 const 对象,也可能意外通过——如果返回类型不是 const T 或实现有误。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 前置版本不应接受 const T&this,否则允许修改常量对象;正确做法是不提供 const 成员函数版本
  • 后置版本返回的是值,天然脱离原对象 const 性质,但若返回 T& 就构成严重错误(返回局部对象引用)
  • 若类支持 move 语义,后置版本可考虑返回 T&&(极少必要),但标准实践仍是返回 T

真正棘手的从来不是“哪个更快”,而是当你把自定义类型传进泛型算法、或在 const 成员函数里误调用自增、或后置版本忘了保存副本——这些地方一出错,调试成本远高于性能差异本身。

text=ZqhQzanResources