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代码优化技巧“循环展开”。让我们先来看一段代码：
#define LEN 4096
int data[LEN] = { ... };
int foo(void) {
int acc = 1;
for (int i = 0; i < LEN; ++i) {
acc = acc * data[i];
}
return acc;
}
在这段代码中，我们定义了一个名为 data 的全局整型数组，并在其中存放了若干个值。而函数 foo 则主要用来计算该数组中所有数字的乘积之和。
此时，如果我们在 main 函数中调用函数 foo，CPU 在实际执行它的代码时， for 循环的每一轮都会产生两个数据相关：循环控制变量 i 的下一个值依赖于本次循环变量 i 在经过自增运算后得到的结果值。同样地，计数变量 acc 的下一个值也依赖于该变量在当前循环中经过乘积计算后的结果值。
而这两个数据相关会导致 CPU 无法提前计算下一轮循环中各个参与变量的值。而只有在寄存器写回，或内存访问阶段执行完毕，也就是变量 acc 和 i 的值被最终更新后，CPU 才会继续执行下一轮循环。
那么，应该如何优化这个过程呢？我们直接来看优化后的代码：
#define LEN 4096
int data[LEN] = { ... };
int foo(void) {
int limit = LEN - 1;
int i;
int acc0 = 1;
int acc1 = 1;
for (i = 0; i < limit; i += 2) { // 2x2 loop unrolling.
acc0 = acc0 * data[i];
acc1 = acc1 * data[i + 1];
}
for (; i < LEN; ++i) { // Finish any remaining elements.
acc0 = acc0 * data[i];
}
return acc0 * acc1;
}
可以直观地看到，参与到程序执行的局部变量变多了。而这里的主要改动是，我们为函数 foo 中的循环结构应用了 2x2 循环展开。
循环展开这种代码优化技术，主要通过增加循环结构每次迭代时计算的元素个数，来减少循环次数，同时优化 CPU 的指令集并行与流水线调度。而所谓的 2x2 ，是指在优化后的代码中，循环的步长变为了 2，且循环累积值被分别存放在两个独立变量 acc0 与 acc1 中。
循环展开带来的最显著优化，就是减少了循环的迭代次数。使用多个独立变量存储累积值，各个累积值之间就不会存在数据相关，而这就增大了 CPU 多个执行单元可以并行执行这些指令的机会，从而在一定程度上提升了程序的执行效率。
需要注意的是，循环展开一方面可以带来性能上的提升，另一方面它也会导致程序代码量的增加，以及代码可读性的降低。并且，编译器在高优化等级下，通常也会对代码采用隐式的循环展开优化。因此，在大多数情况下，我们并不需要手动地改变代码形式来为它应用循环展开，除非是在那些你确定编译器没有进行优化，并且手动循环展开可以带来显著性能提升的情况下。