Rust 编译器对迭代器的优化方式

Rust 编译器（特别是 rustc 和背后的 LLVM）擅长把复杂的迭代器链转化成高效的底层代码，当你使用迭代器时，编译器会尽量把这些操作“扁平化”，从而避免不必要的中间步骤和开销。

一个简单的例子

假设有一个整数向量，我们想要对每个元素加 1，然后筛选出偶数，最后求和。

使用迭代器链

先用迭代器链来实现这个操作：

fn sum_basic(v: &Vec<i32>) -> i32 {
    v.iter().map(|&x| x + 1).filter(|&x| x % 2 == 0).sum()
}

在这个例子中，用了 iter、map、filter 和 sum 四个迭代器方法。你可能会担心这么多操作会不会导致性能问题。实际上，编译器非常聪明，它会把这些高层次的迭代器操作转换成一个单一的循环，从而提升性能。

手写循环

为了验证编译器的优化，我们再写一个手动的循环来完成同样的任务：

fn sum_manual(v: &Vec<i32>) -> i32 {
    let mut sum = 0;
    for &x in v.iter() {
        let y = x + 1;
        if y % 2 == 0 {
            sum += y;
        }
    }
    sum
}

对比一下这两个函数的性能。你会发现，编译器生成的汇编代码与手写循环的代码非常相似，说明编译器成功地进行了优化。

编译器如何优化？

通过查看编译器生成的汇编代码，可以看到一些有趣的细节。编译器会把 map 和 filter 的组合内联到一个单一的循环中，消除了中间的函数调用和临时变量，也就是这样提升了性能。