C++中使用迭代器的for循环是否存在额外效率开销？

核心结论 #

1. 每次循环执行i != MyList.end()比较时，确实会生成一个新的迭代器临时对象：std::list::end()的返回值本身就是list<MyClass>::iterator类型，调用时就会构造一个指向链表尾后位置的迭代器实例用于比较。
2. 这个操作理论上存在微小的额外开销，但绝大多数场景下完全不需要在意，更算不上需要刻意规避的性能问题：
   • std::list的迭代器本质是对链表节点指针的轻量封装，构造、拷贝一个迭代器的成本和拷贝一个原生指针基本一致，开销极低。
   • 开O2/O3等常规编译优化选项时，编译器能识别到循环过程中没有修改MyList的结构，会自动把end()的调用提到循环外部，只执行一次，根本不会在每轮循环重复构造临时迭代器，和手动缓存end的写法生成的汇编代码完全一致。
   • 如果你在循环体内执行了容器元素的插入、删除操作，end()的返回值可能发生变化，这时候每轮循环重新调用end()才是正确的写法，提前缓存的end迭代器会失效，触发未定义行为。

如果你确定循环全程不会改动容器结构，想要手动消掉这点理论上的冗余，也可以显式在循环初始化阶段缓存end迭代器，写法如下：

for (list<MyClass>::iterator i = MyList.begin(), end_it = MyList.end(); i != end_it; ++i) {
    (*i).Draw();
}

这种写法不需要依赖编译器优化就能固定只调用一次end()，但实际运行效率和原写法在开启优化后没有可感知的差异，不用为了这种微优化刻意改写已经正常工作的代码。

注意：不要把这种缓存end的写法套用到所有容器上，如果你在循环中会对vector等容器执行可能触发内存重分配的操作（比如push_back、insert），不仅缓存的end会失效，当前迭代器i本身也会失效，这类场景下每次重新取end才是安全的选择。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tijs Haeijen