编译器优化能否消除在 for 循环条件中重复调用的函数？

我正在阅读有关哈希函数的内容（我是一名中级计算机科学学生），并发现了这一点：

int hash (const string & key, int tableSize) {
    int hasVal = 0;

    for (int i = 0; i < key.length(); i++)
        hashVal = 37 * hashVal + key[i];

    .....
    return hashVal;
}

我正在查看这段代码，注意到如果在 for 循环中而不是每次我们这样做时调用 key.length() ，它会更快：

int n = key.length();
for (int i = 0; i < n; i++)

我的问题是，既然这是一种明显可以稍微提高性能的方法，编译器是否会自动为我们执行此操作？我对编译器还不太了解，但我很好奇这个问题的答案。当编写使用较少操作的代码时，人们经常指出，我所做的事情通常已经由编译器为我完成了，所以我浪费时间去做内联函数之类的事情。我关心这一点是因为我正在编写一款游戏，其中物理处理需要高效，这样事情就不会感觉笨重。

简短的回答：有时可以...

长答案：

如果编译器可以根据循环本身确定 key.length() 是一个“常量”值，那么它将能够优化调用。这又取决于所使用的类的定义（在本例中string，我们可以期待它“写得很好”）。它还依赖于编译器理解循环不会改变key以某种方式改变key.length().

使其发挥作用的关键要素是该功能是inline（或者是一个模板函数，inline需要允许它多次包含在不同的编译单元中 - 或者在同一源文件中可用），并且源代码位于编译单元包含的头文件中。

当然，C++ 标准中并没有要求编译器执行此操作。每次调用该函数都完全符合标准。