程式優化的內容和原則

對程式的優化，通常是指優化程式**或程式執行速度。優化**和優化速度實際上是乙個矛盾的統一，一般是優化了**的尺寸，就會帶來執行時間的增加，如果優化程式的執行速度，通常會帶來增加**的***，很難魚與熊掌兼得，只能在設計時掌握乙個平衡點。

如果我們確實需要對某些**進行實質性的優化，那麼首先要清楚哪一部分**的執行最浪費時間。往往最浪費時間的**很少，大部分是大量的迴圈最占用時間。

優化的級別常分為三類：演算法級優化；語言級優化；指令級優化。

體現乙個程式設計師水平最重要的地方就是演算法。乙個好的演算法使用非常少的**就能實現原來很複雜的操作，但這是很難做到的。尤其是這些演算法經常與負載的善有關，所以需要比較和測試才能有好的效果。

語言級優化就是採用較少的程式語言**來代替冗長的**塊，例如，把某些賦值語句放到多迴圈的外面、使用

inline

函式、使用指標、用引用代替結構賦值、使用指標的移動代替記憶體拷貝、把初始化操作放在一開始而不是迴圈中間，等等。它所遵循的原則是「無**」原則，減少需要執行的語句是提高速度的最直接的做法。這樣的程式比較簡捷，執行效果也比較穩定。

指令級優化則要深入得多，這裡所用的語言一般是組合語言。這種方法的除錯和測試比較複雜，程式不太容易懂，也更容易出錯，結果有時與硬體有關。這種方法所針對的**數量應該比較少，僅是關鍵的部分。這樣的優化是以指令週期作為單位的。

優化的內容一般有：

**替換

使用周期短的指令代替周期長的指令。如，使用左移指令代替乘數是

2的倍數的乘法；使用倒數指令代替除法指令。

減少分支**

這是pentium

以上cpu

特有的功能，它會執行該指令前預讀一些指令，但是如果有分支就會造成預讀的失效。

並行指令

這是pentium

以上cpu

特有的多流水線的優勢，兩條（或多條，在

pentiumpro

以上）引數無關的指令可以被並行執行。

mmx指令

在處理大量位元組型資料時可以用到它，一次可以處理

8個位元組的資料。

指令的預讀

在讀取大量資料時，如果該資料不在快取裡，將會浪費很多時間，因此需要提前把資料放在快取中。這個功能在

pentium ii

的下一代

cpu中出現。

優化原則有以下3條：

等價原則：經過優化後不應改變程式執行的功能。

有效原則：使優化後所產生的目標**執行時間確實較短，占用的空間確實較小。

合算原則：應盡可能以較低的代價取得較好的優化效果，應當為值得優化的程式進行優化。