【性能调优】循环展开：固定次数循环的批处理

实战应用：用在哪里

固定次数的小循环（3-8 次）在热路径上的循环开销不容忽视：循环的初始化、条件判断与递增占了执行时间的大头。循环展开把固定次数的循环手动展开为顺序语句，省掉循环的控制开销。

展开的写法

---改造前：3 次循环的属性加算
local function calcStats(cfg)
    local total = 0
    for i = 1, 3 do
        total = total + cfg[i] * 2
    end
    return total
end

---改造后：手动展开为顺序语句
local function calcStatsFast(cfg)
    return cfg[1] * 2 + cfg[2] * 2 + cfg[3] * 2
end

3 次循环的展开省掉 3 次条件判断与 3 次计数递增：循环的初始化、比较与递增各占执行时间的约 20%，展开后只剩纯计算。展开的收益在小循环上明显：循环体越轻、次数越少，控制开销的占比越高。百万次调用的基准实测：3 次循环的展开快 25%，8 次循环的展开快 15%——展开的收益随次数增加而递减，8 次以上的循环不建议展开。

展开的边界

---展开的适用条件：次数固定且体量小
local function isValid(count)
    -- 3-8 次的固定循环可展开
    return count >= 3 and count <= 8
end

---超过 8 次：保持循环不展开
local function processLarge(list)
    for i = 1, #list do
        processItem(list[i])
    end
end

展开的适用条件两条：次数在编译期固定（不是运行期的变量）、循环体足够小（纯计算无函数调用）——次数不固定或体量大的循环，展开的代码膨胀不值得。展开的代码可读性下降：3 行的循环展开后变 3 行顺序代码，可读性尚可；8 行的循环展开后 8 行顺序代码，维护成本上升。展开与函数提取的权衡：展开的代码块如果超过 5 行，提取为函数让逻辑命名化。

验证与监控

展开前后行为等价的测试：同输入的输出逐值比对，展开不能改变结果；热点函数的 CPU 采样对比，展开的收益在采样中可量化。

踩坑记录

展开曾经在循环次数变化的场景硬套，次数从 3 变 5 后展开的代码漏算两次，展开的前提是次数的固定。展开的代码块曾经在修改时只改了部分行，其余行遗漏导致结果不一致，展开后的测试用例覆盖每一行。

上线要点

展开的适用条件进编码规范：3 到 8 次固定循环可展开。展开的收益数据进性能的案例库，优化的教育从数字开始。展开后的代码加注释标注来源循环，维护者能还原原始逻辑。