47. Оптимизация циклов

47. Оптимизация циклов

Существует большое число методов оптимизации циклов с самыми экзотическими названиями: «разгрузка циклов», «вывод инвариантов за циклы», «устранение индуктивных переменных», «сращивание циклов», «разматывание циклов» и т. д. В действительности все эти методы можно объединить в два эмпирических правила.

1. Никогда не следует делать в цикле ничего такого, что можно сделать вне его.

2. Где это можно, следует избавиться от передач управления внутри циклов.

Первое правило следует из истины, по которой 90 % времени исполнения программы приходится на 10 % ее кода. Эти 10 % чаще всего оказываются циклами того или иного рода. Таким образом, первое, что необходимо сделать для ускорения выполнения программы, – это определить в ней «горячие точки» и проверить все циклы в них в качестве потенциальных объектов оптимизации. Цикл далеко не всегда представляет собой изящную конструкцию, которая завершается командами LOOP, LOOPZ или LOOPNZ; часто это просто серия команд, выполнение которых повторяется в зависимости от величины некоторой управляющей переменной или флажка.

Циклы можно разделить на два вида: к первому относятся циклы со временем исполнения, которое определяется некоторыми внешними механизмами синхронизации, ко второму – те, в которых участвует только процессор. Примером первого вида цикла служит такой, в котором набор символов передается на параллельный порт. Скорость выполнения программы никогда не будет выше темпа приема байтов параллельным портом, а быстродействие данного порта на два порядка ниже, чем время выполнения любой приемлемой кодовой последовательности управления портом. Оптимизация подобных циклов с внешней синхронизацией не часто применяется. Циклы второй категории – свободные от взаимодействия с «внешним миром».

Для полной оптимизации циклов нужен методический подход к проблеме. Сначала следует тщательно проверить все циклы для отыскания операций, которые абсолютно не связаны с переменной цикла, и разгрузить цикл от этих вычислений. Следует проанализировать оставшиеся коды и по возможности упростить их, используя просмотр управляющих таблиц, которые ориентированы на определенную модель процессора команды, отказ от универсальности и любые другие известные приемы, позволяющие уменьшить кодовые последовательности и убрать «дорогостоящие» команды.

Если в некоторых вычислениях применяется текущее значение переменной цикла, следует вывернуть ситуацию наизнанку, определяя нужные величины из начального и конечного значений переменной цикла, т. е. без перебора.

После оптимизации содержимого цикла, насколько это возможно, необходимо посмотреть, можно ли где-то убрать управляющие циклы операций перехода или вызова подпрограмм.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Утвержденное описание жизненных циклов ПО

Из книги Модель зрелости процессов разработки программного обеспечения автора Паулк Марк

Утвержденное описание жизненных циклов ПО Жизненный цикл программного обеспечения представляет собой период времени, который начинается с рождения программного продукта и завершается, когда этот продукт более не используется, включает в себя следующие стадии:


Досрочный выход из циклов

Из книги Delphi. Учимся на примерах автора Парижский Сергей Михайлович

Досрочный выход из циклов Для досрочного выхода из циклов используются процедуры Break и Continue. Процедура Break прерывает цикл, а в результате вызова процедуры Continue пропускается блок кода, расположенный между ею и окончанием тела цикла, и выполняется следующая


12 Оптимизация

Из книги Искусство программирования для Unix автора Реймонд Эрик Стивен

12 Оптимизация Преждевременная оптимизация — корень всех зол. —Ч. Хоар Данная глава очень короткая, поскольку главное, чему учит опыт Unix относительно оптимизации производительности, — как узнать, когда не следует выполнять оптимизацию. Второстепенный урок заключается


Совет 43. Используйте алгоритмы вместо циклов

Из книги Эффективное использование STL автора Мейерс Скотт

Совет 43. Используйте алгоритмы вместо циклов Каждому алгоритму передается по крайней мере одна пара итераторов, определяющих интервал объектов для выполнения некоторой операции. Так, алгоритм min_element находит минимальное значение в интервале, алгоритм accumulate вычисляет


12 Оптимизация

Из книги Искусство программирования для Unix автора Реймонд Эрик Стивен

12 Оптимизация Преждевременная оптимизация — корень всех зол. -Ч. Хоар Данная глава очень короткая, поскольку главное, чему учит опыт Unix относительно оптимизации производительности, — как узнать, когда не следует выполнять оптимизацию. Второстепенный урок заключается в


Трудности циклов

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Трудности циклов Возможность повторять некоторые вычисления произвольное число раз, не поддаваясь усталости, без случайных потерь чего-либо важного, - в этом принципиальное отличие компьютерных вычислений от возможностей человека. Вот почему циклы так важны. Трудно


Операторы циклов 

Из книги Windows Script Host для Windows 2000/XP автора Попов Андрей Владимирович

Операторы циклов  Microsoft JScript поддерживает несколько типов циклов: цикл for, цикл for…in, цикл while, цикл do…while. Рассмотрим каждый из них


Операторы циклов 

Из книги Добавьте в корзину. Ключевые принципы повышения конверсии веб-сайтов автора Айзенберг Джеффри

Операторы циклов  В VBScript поддерживаются несколько типов циклов: цикл For…Next, цикл Do…Loop, цикл While…Wend, цикл For Each…Next. Рассмотрим каждый из них


Оптимизация

Из книги VBA для чайников автора Каммингс Стив

Оптимизация Теперь сайт работает точно так, как и планировалось. Вы открываете доступ всем желающим, и начинается веселье.Если вы аккуратно и точно выполнили все необходимые действия, не торопясь, прошли каждый этап создания сайта, то настало время переходить к


Повторение с помощью циклов

Из книги Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки автора Купер Мендель

Повторение с помощью циклов Управляющие структуры типа "цикл" используются тогда, когда необходимо повторить выполнение некоторого блока программного кода несколько раз. Повторение одного или нескольких операторов является главным средством выполнения многих


Повторение под управлением циклов For...Next

Из книги Linux и UNIX: программирование в shell. Руководство разработчика. автора Тейнсли Дэвид

Повторение под управлением циклов For...Next Если уже перед выполнением цикла известно, сколько раз он должен выполняться, используйте цикл For. . . Next. Число проходов цикла задается значениями начало и коней, которые могут быть целыми числами, переменными и даже сложными


Важные замечания по поводу циклов For.. .Next

Из книги автора

Важные замечания по поводу циклов For.. .Next Старайтесь, чтобы ваш программный код всегда оставался понятным. Используйте 1 в качестве начального значения для цикла For. . . Next, если только у вас нет серьезных причин выбрать для этого другое число.Такие серьезные причины на


Пример 10-21. Прерывание многоуровневых циклов

Из книги автора

Пример 10-21. Прерывание многоуровневых циклов #!/bin/bash# break-levels.sh: Прерывание циклов.# "break N" прерывает исполнение цикла, стоящего на N уровней выше текущего.for outerloop in 1 2 3 4 5do echo -n "Группа $outerloop: " for innerloop in 1 2 3 4 5 do echo -n "$innerloop " if [ "$innerloop" -eq 3 ] then break # Попробуйте "break 2", #


33.6. Оптимизация

Из книги автора

33.6. Оптимизация По большей части, сценарии на языке командной оболочки, используются для быстрого решения несложных задач. Поэтому оптимизация сценариев, по скорости исполнения, не является насущной проблемой. Тем не менее, представьте себе ситуацию, когда сценарий,


18.5.9. Подсчет с помощью циклов

Из книги автора

18.5.9. Подсчет с помощью циклов При обсуждении команды expr отмечалось, что эта команда применяется, если в циклы необходимо ввести счетчики. Ниже рассматривается пример, в котором цикл for обрабатывает файлы, а вывод и подсчет количества файлов осуществляется с помощью


18.8. Управление ходом выполнения циклов с помощью команд break и continue

Из книги автора

18.8. Управление ходом выполнения циклов с помощью команд break и continue Иногда в процессе работы возникает необходимость в прерывании или пропуске отдельных итераций цикла. При этом применяются определенные критерии. Для обеспечения подобных возможностей интерпретатор shell