聊聊MCU死循環(huán)，用for(;;)還是while(1)？

點(diǎn)擊上方藍(lán)字關(guān)注我們首先，問大家一個問題：你們寫單片機(jī)程序【死循環(huán)】時，喜歡用 for(;;) 還是 while(1)？ 快來為你喜歡用的【死循環(huán)】打call，評論區(qū)等你哦~一位工程師發(fā)現(xiàn)，國外工程師在給demo在做死循環(huán)時用的是for(;;)，而不是常用的while(1)。這僅僅是個人習(xí)慣的問題，還是有更深層次的含義？

一、沒啥區(qū)別黨：都是心理作用

大部分網(wǎng)友認(rèn)為二者并沒有什么區(qū)別，很多時候，只是心理作用，國外工程師認(rèn)為while需要經(jīng)過判斷括號里的表達(dá)式是否非0才跳轉(zhuǎn)。但經(jīng)過編譯器的精心優(yōu)化以后，while(1)也會被優(yōu)化成無條件跳轉(zhuǎn)（jmp指令），所以跟for(;;)沒什么區(qū)別。有人表示，for(;;)在英語母語者那里很容易跟forever掛鉤。網(wǎng)友解析，也很有可能是習(xí)慣問題，其實(shí)while(1)，還是for(;;)兩個語法上有啥區(qū)別，那就是for(;;) 明確就是循環(huán)，等價于goto一直跳，沒有比較條件。while不編譯支持優(yōu)化的前提下都需要做cmp運(yùn)算設(shè)置寄存器ZF，才能jne，je指令條件跳轉(zhuǎn)。而for(;;)就是明確的jmp無條件轉(zhuǎn)移eip，沒有jne，je條件跳轉(zhuǎn)。不過其實(shí)無所謂的，這根本不能提高任何一點(diǎn)代碼執(zhí)行的性能。因?yàn)楝F(xiàn)代編譯器大多優(yōu)化以后跟for(;;)的結(jié)果沒得什么區(qū)別。其實(shí)你所考慮到的一切優(yōu)化手段，編譯器都能幫你完成，因?yàn)榫幾g器（尤其是開源的GCC和LLVM）是由來自全球各地的程序員共同研發(fā)并改進(jìn)的，它們的優(yōu)化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于你手動改進(jìn)代碼。也有網(wǎng)友“Shuax”使用mingw編譯，實(shí)地測試一番：for版本：

#include int main(){ for(;;) { printf("for\n"); }}

生成匯編：while版本：

#includeintmain(){ while(1) { printf("while\n"); }}

生成匯編： 你會發(fā)現(xiàn)，除了文件名不同，其余都相同。當(dāng)然，這里額外說一下，不同代碼、不同編譯器，以及不同優(yōu)化等級，可能最終結(jié)果有所差異。

二、正方觀點(diǎn)：哪有好的編譯器

不過，有人跳出來反駁，現(xiàn)代編譯器的確優(yōu)化很好，二者運(yùn)行起來沒啥區(qū)別，但是實(shí)際在嵌入式工作中，尤其是MCU編程中，可沒有那么好的編譯器。一位工程師表示，很多嵌入式設(shè)備只有專用的編譯器，而過去這些編譯器，尤其是嵌入式編譯器沒做好優(yōu)化的情況下，while(1)要比for(;;)多幾個語句。因?yàn)閣hile里面是判斷啊，就會變成：

label: …… mov a, #1 jnz label

這種情況而for(;;)的話一般只會是jmp label。許多人也有類似的經(jīng)歷，并表示，有些私有編譯器連 (int)a<<0 這種都能生成非法指令，不由地懷疑配套的破芯片到底能不能受得了各種優(yōu)化過的指令。

三、反方觀點(diǎn)：這種代碼過時了

也有工程師呼吁，不要學(xué)習(xí)這種編碼風(fēng)格，現(xiàn)在已經(jīng)是2024年了，用for(;;)表示無限循環(huán)已是一種過時的風(fēng)格了。從施特勞斯特擼普博士到我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，均認(rèn)為 for(;;)?是一種不良風(fēng)格，可參見：

• GJB 8114-2013 R-1-9-4：無限循環(huán)必須使用while(1)語句，禁止使用for(;;)等其他形式
• CppCoreGuidelines ES.73：Prefer a while-statement to a for-statement when there is no obvious loop variable
• 360 safe rules: for語句沒有明確的循環(huán)變量時應(yīng)改用while句語

這是為什么呢？在較為嚴(yán)格的規(guī)范體系內(nèi)，for 語句專用于實(shí)現(xiàn)具有明確循環(huán)次數(shù)和循環(huán)變量的迭代算法，小括號內(nèi)的三個表達(dá)式應(yīng)分別專注于循環(huán)變量的初始化、循環(huán)條件的判斷、循環(huán)變量的增減，這樣可以使循環(huán)具有清晰的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，便于閱讀，利于維護(hù)。如果沒有明確的循環(huán)變量，則應(yīng)改用 while 循環(huán)，避免對代碼的維護(hù)者造成誤導(dǎo)。有人說for(;;)表示無條件循環(huán)，while(1)需要作條件判斷，效率比for(;;)慢，有一定道理，但那都是很早以前的事情了，現(xiàn)在即使沒有編譯器優(yōu)化，這種開銷也不會成為效率的瓶頸，是不值得優(yōu)化的，保持代碼清晰的靜態(tài)結(jié)構(gòu)更為重要！

四、工程師實(shí)地測試：和編譯器和優(yōu)化有關(guān)

公眾號博主“WKJay”也在STM32F103、ARMCC5進(jìn)行過測試，將兩個邏輯分別運(yùn)行一下（不開編譯器優(yōu)化），查看邏輯分析儀輸出的結(jié)果。while(1) 邏輯運(yùn)行結(jié)果： for(;;) 邏輯運(yùn)行結(jié)果： 結(jié)果顯示，雖然循環(huán)體完全相同，但實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，for(;;) 語句執(zhí)行得更快（45.863ms），比 while(1)（48.643ms） 快了5.7%左右。根據(jù)他的分析，for的指令更精簡，而while的指令相對更繁瑣，簡而言之，for抄了近道，而while彎彎繞繞。

最后，他開啟了編譯器的O3優(yōu)化，結(jié)果，二者就幾乎不存在差別了（12.505ms）： 從可讀性角度來說，while(1)簡單清晰，for(;;)就模糊多了。不過，對于一些比較老的專用編譯器來說，可能就需要慎重考慮使用哪種形式。
對現(xiàn)代編譯器來說，二者完全就是一回事，更何況，高主頻的芯片不在乎一兩條機(jī)器指令了，所以這種情況下，怎么順眼就怎么寫。本文轉(zhuǎn)載自公眾號|strongerHuang如有侵權(quán) |聯(lián)系刪除