优化程序性能

• 基本策略
• 一、消除不必要的工作
• • 消除循环的低效率
  • 减少过程调用
  • 消除不必要的内存引用
• 二、利用处理器提供的指令级并行能力
• • 循环展开
  • 提高并行性

• 高级设计。为遇到的问题选择合适的算法和数据结构。
• 基本编码原则。避免限制优化的因素，这样编译器就能产生高效的代码。
  1. 消除连续的函数调用。在可能时，将计算移到循环外。
  2. 消除不必要的内存引用。引入临时变量来保存中间结果。
• 低级优化。结构化代码以利用硬件功能。
  1. 展开循环，降低开销。
  2. 通过使用例如多个累积变量和重新结合技术，找到方法提高指令级并行。
  3. 用功能性的风格重写条件操作。

程序优化的第一步就是消除不必要的工作，让代码尽可能有效地执行所期望的任务。

程序优化的第二步就是利用处理器提供的指令级并行能力，同时执行多条指令。

• 消除循环的低效率
• 减少过程调用
• 消除不必要的内存引用

方法：代码移动
识别要执行多次（例如在循环里）但是计算结果不会改变的计算，将计算移动到代码前面不会被多次求值的部分。

void lower(char *s){
	long i;
	for (i = 0; i < strlen(s); i++){
		if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z')
			s[i] -= ('A' - 'a');
	}
}


void lower(char *s){
	long i;
	long len = strlen(s);
	for (i = 0; i < len; i++){
		if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z')
			s[i] -= ('A' - 'a');
	}
}

…

…

• 循环展开
• 提高并行性

循环展开是一种程序变换，通过增加每次迭代计算的元素数量，减少循环的迭代次数。

方法：
1. 多个累积变量
对于一个可结合和可交换的合并运算来说，可以通过将一组合并运算分割成两个或更多部分，并在最后合并结果来提高性能。
2. 重新结合变换
通过小括号重新变换合并顺序，从而提高处理器的并行能力。

acc = (acc OP data[i]) OP data[i+1];


acc = acc OP (data[i] OP data[i+1]);