łączenie dwóch pętli

Czy zastąpienie dwóch pętli mających te same warunki iterowania faktycznie przyspiesza działanie programu?
Dlaczego tak jest? Czy liczba wykonywanych operacji nie będzie taka sama?

Na przykład

for (int i=0; i<N; i++)
    cin >> a[i];

for (int i=0; i<N; i++)
    cout << a[i];

N+N operacji

for (int i=0; i<N; i++)
    cin >> a[i];
    cout << a[i];

N*2 operacji?

A jaka jest różnica pomiędzy n+n i n*2 ?

Po pierwsze, w drugi przypadku ilość operacji N+1 bo cout << a[i]; jest poza pętlą.
Po drugie, jak już będzie w pętle to oszczędzasz właśnie na: for (int i=0; i<N; i++) {} co może okazać się nieistotnym.

Po trzecie - sprawdź. Zmierz czas kilkuset milionów iteracji (konkretnie tylu iteracji, żeby trwało to przynajmniej kilkaset milisekund).

W drugiej pętli zapomniałem klamerek.
Nie wiem jak zmierzyć czas, dlatego pytam o to doświadczone osoby. Czy faktycznie można zaoszczędzić czas robiąc to w jednej pętli?

Dla ciekawych:

int main()
{
  int a=10000;
  int tab[10];
  int b=a;
  while(b--)
    {
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[0]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[1]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[2]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[3]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[4]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[5]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[6]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[7]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[8]++;
      for(int q=0;q!=a;q++) tab[9]++;
      for(short int q=0;q!=10;q++) tab[q]=0;
    }
  return 0;
}

Czas wykonania: 4,501s

int main()
{
  int a=10000;
  int tab[10];
  int b=a;
  while(b--)
    {
      for(int q=0;q!=a;q++)
        for(short int oue=0;oue!=10;oue++)
          tab[oue]++;
      for(short int q=0;q!=10;q++) tab[q]=0;
    }
  return 0;
}

Czas wykonania: 5,101s

int main()
{
  int a=10000;
  int tab[10];
  int b=a;
  while(b--)
    {
      for(int q=0;q!=a;q++)
        {
          tab[0]++;
          tab[1]++;
          tab[2]++;
          tab[3]++;
          tab[4]++;
          tab[5]++;
          tab[6]++;
          tab[7]++;
          tab[8]++;
          tab[9]++;
        }
      for(short int q=0;q!=10;q++) tab[q]=0;
    }
  return 0;
}

Czas wykonania: 1,801s