深入理解计算机系统第五章--编写高效程序

一.编写高效程序需要几类活动：

1.必须选择一组合适的数据结构和算法

2.必须写出编译器能够优化以转换成高效可执行代码的源代码

3.并行

二.阻碍编译器优化的几点：

1.void swap(int* a,int* d){ *a = *a + *b; *b = *a - *b; *a = *a - *b;} 这里编译器无法判断 a==b，若a==b，则第二部开始结果为0了。

2. return f() + f() + f() + f()...;编译器无法判定f()内是否有副作用，如int f(){return count ++;} 但是如果f()是inline的，则编译器还是可以优化的。

三.让编译器能有效的几个点

1.调整代码具有重新结合的特性，通过重新结合，有效减少指令数。

2.增加累计变量到合适的数量，提升并行性（循环展开）。

3.减少数据依赖性，降低存储器影响，如for_each i in arr{arr[i] = arr[i];}。

四.性能提高技术：

1.高级设计：为遇到的问题选择合适的算法和数据结构，特别要警觉，避免使用会渐进地产生糟糕性能的算法或编码技术。

2.基本编码原则： (1)消除连续的函数调用，在可能时，讲计算移到循环外，考虑有选择地妥协程序的模块性以获得更大的效率。

(2)消除不必要的存储器引用，引入临时变量来保存中间结果，只有在最后的值计算出来时，才将结果存放到数组或全局变量中。（这里有个疑惑，是不是应该在尽量少的使用寄存器的情况下才这样做？寄存器使用的过多，会有寄存器溢出，寄存器中的数据会存到栈中。）

3.低级优化： (1)展开循环，降低开销，并且使得进一步的优化成为可能。

(2)通过使用例如多个累积变量和重新结合等技术，找到方法提高指令的并行度。

(3)用功能的风格重写条件操作，使得编译采用条件数据传送。

五.警告

在提高效率时避免引入错误。

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通过这章的阅读，对程序的运行有了更深入的理解。

之前在项目组做程序优化时，架构师说，只有算法的优化，才能使得性能有质的改变。

但是阅读这章，发现在编码实现时，一点小小的动作，辅助编译器的优化，就能让程序的性能有质的改变。

如果在编码时，能想着一点编译器可能做哪些动作，那么代码无疑会具有更高的效率。但是有可能某个MDE之类的过来指着你的代码说，代码写的好丑，能合并的状态没有合并。。。而实际上你是特意这样做，试图与编译器达成一个合作。

除了使用数据流对代码进行分析，还有存储器的影响，这些对我都是新观念。以前只是想过，加载需要时间，回写需要时间，但是却从来没考虑过如果数据是相关的，也就是下一次的加载是上一次回写的结果，这个时候影响是很大的。那么在编码设计时，是不是也要多考虑下如何让数据与算法尽量的解耦呢~

//待续