请修改使用互斥量的w计算程序，使临界区在for循环内。这个版本的性能与原来的忙等待版本相比如何?我们怎样解释它?

下面是使用互斥量的w计算程序，临界区在for循环内：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

const int N = 10000000;
double w = 0.0;
std::mutex mutex_w;

void calculate_w(int start, int end) {
    for (int i = start; i < end; ++i) {
        mutex_w.lock(); // 进入临界区
        w += 1.0 / (i * 4.0 + 1.0);
        w -= 1.0 / (i * 4.0 + 3.0);
        mutex_w.unlock(); // 离开临界区
    }
}

int main() {
    std::thread t1(calculate_w, 0, N / 2);
    std::thread t2(calculate_w, N / 2, N);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "w = " << w * 4.0 << std::endl;
    return 0;
}

这个版本的性能与原来的忙等待版本相比要好得多。这是因为临界区在for循环内部，线程在每次计算w时都只需要获取一次互斥量，而不是像忙等待版本那样不断地获取互斥量，从而减少了线程间的竞争和等待时间，提高了程序的效率。同时，由于互斥量在加锁时可以使线程进入阻塞状态，从而避免了忙等待版本可能出现的空转现象，进一步提高了程序的效率。

因此，使用互斥量的w计算程序，在临界区在for循环内的情况下，比忙等待版本的性能更好，也更加可靠。