什么是循环展开
写程序时，经常会遇到需要重复执行某段代码的情况，比如处理数组、遍历数据。这时候就会用到循环。但你可能不知道，编译器在背后悄悄做了些手脚，让这些循环跑得更快——其中一个手段就是“循环展开”。
简单来说，循环展开就是把原本要循环多次的代码，复制几份直接写出来，减少循环控制本身的开销。就像你每天早上泡咖啡，如果每次都一步步来：烧水、磨豆、冲泡、倒杯……太麻烦。干脆一次性准备五杯，连续几天省事不少。
举个实际例子
看下面这段 C 代码：
for (int i = 0; i < 4; i++) {
sum += array[i];
}编译器可能会把它变成这样：
sum += array[0];
sum += array[1];
sum += array[2];
sum += array[3];看起来代码变长了，但少了判断 i 是否小于 4、i 自增这些操作。CPU 执行起来更顺，分支预测也更准，速度自然就上去了。
为什么能提升性能
每次循环都要做条件判断和跳转，这些操作虽然快，但积少成多也会拖慢整体速度。尤其是现代 CPU 流水线很深，一旦跳转出错，整个流水线就得清空重来，代价不小。
循环展开减少了跳转次数，相当于把“要不要继续”的问题问得更少。同时，展开后的代码更容易被进一步优化，比如指令重排、向量化处理等，CPU 能一口气吃下更多有效指令。
展开不是越多越好
也不是所有循环都适合展开。如果循环次数太多，硬展开会让代码体积暴涨，反而挤占缓存，影响其他部分运行。就像你为了省事一次做一百杯咖啡，结果厨房堆不下，还凉了。
所以编译器会权衡利弊，通常只对小循环或已知次数的循环下手。有些编译器还能通过参数控制展开程度，比如 GCC 的 -funroll-loops 选项。
手动也能做展开
程序员有时也会手动展开循环，特别是在性能敏感的场景，比如图像处理、科学计算。不过现在编译器足够聪明，大多数情况下不需要自己动手，写清楚逻辑就行。
但了解这个机制有好处。比如你发现某个循环特别慢，查看汇编代码时看到它被展开了，就知道编译器已经在努力了。如果没展开，也许可以加个 hint，比如用 #pragma unroll 提示编译器试试。
和软件安装有什么关系
你在安装软件时，那些安装包里的可执行文件，很可能已经经过层层优化，其中就包括循环展开。特别是大型软件如办公套件、图形工具，底层库大量使用数学运算和数据遍历，编译时开启优化后，运行起来明显更流畅。
所以别小看“安装”这一步，背后是编译器在出厂前就把代码精炼过一遍。你点一下“下一步”，其实跑的是无数优化策略组合后的成果。