当实现一个无限循环时，在C语言中使用while(1) vs for(;;) vs goto，有什么不同吗？

Question

实现无限循环时，使用while(1)、for(;;)和goto有什么区别吗？

谢谢， Chenz

- Crazy Chenz

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我总是使用while循环。我认为用for循环构造没有什么意义。这只是个人喜好。(对我来说，它似乎缺少信息，而while循环在美观上更加令人满意) - Tim

哪个无限循环比另一个更快？ - Anonym

循环在C语言中有for循环和while循环两种，哪种更好？在大多数情况下，这两种循环是等效的，选择哪一种通常取决于个人喜好和具体情况。for循环通常用于已知循环次数的情况，而while循环则更适合未知循环次数的情况。不过，在某些情况下，使用其中一种循环可能会使代码更加易读或者更加高效。 - anon

使用for(;;)可以让你定义#define ever (;;)并使用for ever {...} ;) - kennytm

@KennyTM：这很有趣，但另一方面也会误导人。通常，“无限”循环并不会真的永远持续下去，而是直到被“break”才停止。 - chiccodoro

Answer 1

它们是等价的，即使你关闭优化器。

例如：

#include <stdio.h>

extern void f(void) {
    while(1) {
        putchar(' ');
    }
}

extern void g(void) {
    for(;;){
        putchar(' ');
    }
}

extern void h(void) {
    z:
        putchar(' ');
    goto z;
}

使用gcc -O0编译会使得这3个函数的汇编代码等价：

 f:
 ;  [ EXTERNAL ]
 ;
 +00000 00000fb4 80402DE9             stmdb             sp!,{r7,lr}
 +00004 00000fb8 00708DE2             add               r7,sp,#0x0
 +00008 00000fbc 2000A0E3 loc_000008: mov               r0,#0x20
 +0000c 00000fc0 0A0000EB             bl                putchar (stub)
 +00010 00000fc4 FCFFFFEA             b                 loc_000008
 ;
 ;
 g:
 ;  [ EXTERNAL ]
 ;
 +00000 00000fc8 80402DE9             stmdb             sp!,{r7,lr}
 +00004 00000fcc 00708DE2             add               r7,sp,#0x0
 +00008 00000fd0 2000A0E3 loc_000008: mov               r0,#0x20
 +0000c 00000fd4 050000EB             bl                putchar (stub)
 +00010 00000fd8 FCFFFFEA             b                 loc_000008
 ;
 ;
 h:
 ;  [ EXTERNAL ]
 ;
 +00000 00000fdc 80402DE9             stmdb             sp!,{r7,lr}
 +00004 00000fe0 00708DE2             add               r7,sp,#0x0
 +00008 00000fe4 2000A0E3 loc_000008: mov               r0,#0x20
 +0000c 00000fe8 000000EB             bl                putchar (stub)
 +00010 00000fec FCFFFFEA             b                 loc_000008

- kennytm

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用什么命令从目标文件生成了这个特定汇编输出？ - bzeaman

@bzeaman，请查看我的答案这里，了解如何在g++和clang++中执行此操作以及如何添加注释以便您知道要查看汇编的哪个部分... - Andrew

Answer 2

我刚刚比较了gcc的未优化汇编输出：

# cat while.c 
int main() {
    while(1) {};
    return 0;
}

# cat forloop.c 
int main() {
    for (;;) { };
    return 0;
}

使汇编代码输出：

# gcc -S while.c 
# gcc -S forloop.c 

比较汇编文件：

# diff forloop.s while.s
1c1
<   .file   "forloop.c"
---
>   .file   "while.c"

正如您所看到的，没有明显的差异。以下是输出结果：

# cat while.s 
    .file   "while.c"
    .text
.globl main
    .type   main, @function
main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
.L2:
    jmp .L2                    # this is the loop in both cases
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 4.4.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

虽然这并不是技术上的证明它们是相同的，但我认为在99.9%的情况下它们是相同的。

- Otto Allmendinger

Answer 3

生成的汇编代码几乎没有区别。这更多是一个风格问题：

Goto - 简直难看：向后跳转，没有明确的无限循环块

while(1) - 更好，需要“虚拟”条件，但你经常会被编译器（警告级别4）或静态分析工具警告

for(;;) 可能不是最漂亮的，但在我看来最适合，因为这个结构不能有任何其他意义（与while相比）。但有些人出于“相同”的原因更喜欢while(1)...

- MaR

Answer 4

尽管其他帖子中提到没有显着的区别，但使用for (;;)而不是while (1)的常见原因是静态分析工具（以及某些具有特定警告级别的编译器）经常会抱怨while循环。

Goto有点讨厌，但应该会产生与其他方法相同的代码。个人而言，我坚持使用for (;;)（以使Lint满意），但我对while (1)没有任何问题。

- DrAl

Answer 5

while(1) 和 for(;;) 是完全等价的，这两种写法都是编写无限循环的常用习语。

我建议避免使用 goto：如果需要跳出无限循环或继续下一次迭代，请使用 break 和 continue。

- Danilo Piazzalunga

Answer 6

没有固定要求。使用最容易理解的方式即可。

- MrValdez

Answer 7

在C语言中，true的实现方式取决于编译器。

#define TRUE 1

或者

#define TRUE (-1)

AND false被实现为

#define FALSE 0

while (1)等同于while (true)，因为0被认为是假。

while (1) == for (; ;)，因为它们没有停止条件。

在汇编语言中，它被翻译为：

:loop
  ...
  ...
  ...
  goto loop

所以，如果汇编代码中没有ret或exit指令，它被视为无限循环。

- Buhake Sindi

Answer 8

从我回忆起的“反汇编年代”来看，这不会有太大的区别（编译器足够聪明）。在我看来，这更多是关于美学方面的。

- jldupont