MCU死循环，国外工程师为什么喜欢for(;;) ？
来源:开源Linux发布时间:2024-06-213199浏览
询问 AI首先，问大家一个问题：你们写单片机程序【死循环】时，喜欢用用 for(;;) 还是while(1)？
一位工程师发现，国外工程师在给demo在做死循环时用的是for(;;)，而不是常用的while(1)。这仅仅是个人习惯的问题，还是有更深层次的含义？
没啥区别党：都是心理作用
大部分网友认为二者并没有什么区别，很多时候，只是心理作用，国外工程师认为while需要经过判断括号里的表达式是否非0才跳转。但经过编译器的精心优化以后，while(1)也会被优化成无条件跳转（jmp指令），所以跟for(;;)没什么区别。有人表示，for(;;)在英语母语者那里很容易跟forever挂钩。网友解析，也很有可能是习惯问题，其实while(1)，还是for(;;)两个语法上有啥区别，那就是for(;;) 明确就是循环，等价于goto一直跳，没有比较条件。while不编译支持优化的前提下都需要做cmp运算设置寄存器ZF，才能jne，je指令条件跳转。而for(;;)就是明确的jmp无条件转移eip，没有jne，je条件跳转。不过其实无所谓的，这根本不能提高任何一点代码执行的性能。因为现代编译器大多优化以后跟for(;;)的结果没得什么区别。其实你所考虑到的一切优化手段，编译器都能帮你完成，因为编译器（尤其是开源的GCC和LLVM）是由来自全球各地的程序员共同研发并改进的，它们的优化能力远远强于你手动改进代码。也有网友“Shuax”使用mingw编译，实地测试一番：for版本：#include<stdio.h>int main(){for(;;){printf("for\n");}}
生成汇编：
while版本：#include<stdio.h>int main(){while(1){printf("while\n");}}
生成汇编：
你会发现，除了文件名不同，其余都相同。当然，这里额外说一下，不同代码、不同编译器，以及不同优化等级，可能最终结果有所差异。正方观点：哪有好的编译器
不过，有人跳出来反驳，现代编译器的确优化很好，二者运行起来没啥区别，但是实际在嵌入式工作中，尤其是MCU编程中，可没有那么好的编译器。一位工程师表示，很多嵌入式设备只有专用的编译器，而过去这些编译器，尤其是嵌入式编译器没做好优化的情况下，while(1)要比for(;;)多几个语句。因为while里面是判断啊，就会变成：这种情况而for(;;)的话一般只会是jmp label。许多人也有类似的经历，并表示，有些私有编译器连 (int)a<<0 这种都能生成非法指令，不由地怀疑配套的破芯片到底能不能受得了各种优化过的指令。label:……mov a, #1jnz label
反方观点：这种代码过时了
也有工程师呼吁，不要学习这种编码风格，现在已经是2024年了，用for(;;)表示无限循环已是一种过时的风格了。从施特劳斯特撸普博士到我国国家军用标准，均认为 for(;;)是一种不良风格，可参见：- GJB 8114-2013 R-1-9-4：无限循环必须使用while(1)语句，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语句没有明确的循环变量时应改用while句语
工程师实地测试：和编译器和优化有关
for(;;) 逻辑运行结果：
结果显示，虽然循环体完全相同，但实际运行结果来看，for(;;) 语句执行得更快（45.863ms），比 while(1)（48.643ms） 快了5.7%左右。根据他的分析，for的指令更精简，而while的指令相对更繁琐，简而言之，for抄了近道，而while弯弯绕绕。
最后，他开启了编译器的O3优化，结果，二者就几乎不存在差别了（12.505ms）：
从可读性角度来说，while(1)简单清晰，for(;;)就模糊多了。不过，对于一些比较老的专用编译器来说，可能就需要慎重考虑使用哪种形式。对现代编译器来说，二者完全就是一回事，更何况，高主频的芯片不在乎一两条机器指令了，所以这种情况下，怎么顺眼就怎么写。参考文献
[1] 知乎：https://www.zhihu.com/question/23043337
[2] WKJay：极致的优化，while(1) 与 for(;;) 到底谁更快？.2024.1.28.https://mp.weixin.qq.com/s/T21DLqOkqe38XuG3Z3I8SQ
[3] 嵌入式专栏：单片机代码中while(1) 和 for(;;)有什么区别？.2023.12.1.https://mp.weixin.qq.com/s/mq6sjy1CMPXHIfPpDOt-_A
[4] 嵌入式Linux：你会用while(1)还是for(;;)写循环代码？.2021.1.20.https://mp.weixin.qq.com/s/4Y2x2Xm_0rc9_DwdLgYWMA
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