while(1)和for(;;)到底有什么区别

一起学嵌入式 2024-02-07 16:19

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有读者问题了类似这样的问题：while (1) 和 for (;;) 它们不都是无限循环吗，作用应该一样啊，它们到底有什么区别？

要回答这个问题，其实你各自编写一段 while (1) 和 for (;;) 的代码，编译对比一下代码大小和汇编文件，你就大概知道了。

while (1) 和 for (;;) 语法表达

这里先说一下 while (1) 和 for (;;) 语法表达式。

1.while 语法表达

while( 表达式 )
{
  语句
}

其中：

表达式：是循环条件

语句：为循环体。

while 语句的语义是：计算表达式的值，当值为真 (非 0) 时，执行循环体语句。其执行过程可用下图表示：

2.for 语法表达

for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 
{
  语句
}

它的执行过程如下：

1. 先求解表达式 1

2. 求解表达式 2

若其值为真（非 0），则执行 for 语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第 3）步；

若其值为假（0），则结束循环，转到第 5）步。

3. 求解表达式 3

4. 转回上面第 2）步继续执行。

5. 循环结束，执行 for 语句下面的一个语句。

执行过程可用下图表示：

while (1) 和 for (;;) 异同点

这里先说一下结论，然后再验证验证结论。

1. 相同点

作用和效果都一样：都是实现无限循环的功能。

2. 不同点

while (1)：其中括号里面是一个条件，程序会判断真假。而括号里面的 “1” 永远是一个 “真值”。

其中，每一次循环，编译器都要判断常量 1 是不是等于零。

for (;;)：这两个；；空语句，编译器一般会优化掉的，直接进入死循环。

根据上面的描述，你可能会觉得：while (1) 比 for (;;) 要做更多事，汇编代码更多，代码量也更大。

但事实是这样吗？下面验证一下。

验证 while (1) 和 for (;;) 差异

我们编写分别两个文件 for.c 和 while.c，然后分别生成汇编代码，看下情况。

1. 源代码

while.c：
// filename: while.c
intmain(int argc, charconst *argv[])
{
    while(1)
    {}

    return 0;
}

for.c：
// filename: for.c
intmain(int argc, charconst *argv[])
{
    for(;;)
    {}

    return 0;
}

2. 生成汇编

我们这里使用 gcc 编译器生成汇编，执行命令如下：

gcc -S -o while.s while.c
gcc -S -o for.s for.c

while 汇编代码：

; filename: whiles
  .file  "while.c"
  .text
  .globl  main
  .type  main, @function
main:
.LFB0:
  .cfi_startproc
  pushq  %rbp
  .cfi_def_cfa_offset 16
  .cfi_offset 6, -16
  movq  %rsp, %rbp
  .cfi_def_cfa_register 6
  movl  %edi, -4(%rbp)
  movq  %rsi, -16(%rbp)
.L2:
  jmp  .L2
  .cfi_endproc
.LFE0:
  .size  main, .-main
  .ident  "GCC: (GNU) 9.3.0"
  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits

for 汇编代码：

; filename: for.s
  .file  "for.c"
  .text
  .globl  main
  .type  main, @function
main:
.LFB0:
  .cfi_startproc
  pushq  %rbp
  .cfi_def_cfa_offset 16
  .cfi_offset 6, -16
  movq  %rsp, %rbp
  .cfi_def_cfa_register 6
  movl  %edi, -4(%rbp)
  movq  %rsi, -16(%rbp)
.L2:
  jmp  .L2
  .cfi_endproc
.LFE0:
  .size  main, .-main
  .ident  "GCC: (GNU) 9.3.0"
  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits