如果在循环中不改变vector的大小，C++编译器是否会将.size()优化为常数？

  在C++中，可以使用以下代码计算vector<int>中所有元素的和：

vector<int> v = {1, 3, 7, 9};
sums = 0;

for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
    sums += v[i];
}

  这是一段很普通的代码，问题在于：在这段代码中，v.size()会在循环开始前仅计算一次？还是会在每次循环中都计算一次？以前我总觉得，这段代码没有改变v的大小，既然我都能看出来，编译器一定也知道，从而会在循环开始前就把v.size()计算出来，之后的每次循环中，直接使用计算出的值，以减少函数调用的开销。但事实果真如此吗？

  使用g++编译上面这段代码，得到的结果如下：

  可以看到，每次循环时会调用v.size()获取vector大小。使用clang编译后的代码也大致类似，也会在每次循环调用v.size()获取大小：

  但这是否就意味着我想错了呢？并非如此。事实上，大家可能忽略了编译器有不同的优化等级，默认情况下，编译器会忠实地按照源代码的描述编译代码。当我们开启更高级别的优化时，就会得到“源代码来了也认不出”的编译结果：

  这里使用clang编译器编译并启用了-O2级别的优化。是的，你没有看错，启用此级别的优化后，循环直接被优化掉了。因为这里的vector<int>中只有4个固定的元素，因此编译器直接使用xmm(一种宽度为128位的加宽寄存器)替代了求和的循环。

  为了搞清楚启用优化后.size()是否会被提前计算出，我们创建一个更大的vector:

vector<int> v {};
for (int i = 0; i < 500; i++) {
    v.push_back(i);
}
   
int sums = 0;
for (std::size_t i = 0; i < v.size(); i++) {
    sums += v[i];
}

  启用-O2级别的优化后，与求和循环相关的代码如下图所示：

  可以看到：v.size()会在循环开始前计算出，并保存到寄存器rdx中。在每次循环中，vector的索引（保存在r8中）直接与寄存器rdx中的值进行比较。

由于优化后使用的是128位的xmm寄存器，因此每次循环时r8会加上8.（一个xmm可以保存4个int，以上循环中每轮读取2次数据到xmm2中，因此共4x2=8个int数据）

  因此，在上述代码中，编译器是否会提前计算出.size()取决于启用优化的等级。