C程序优化之路（一）

本文讲述在编写C程序代码的常用优化办法，分为I/O篇，内存篇，算法篇，MMX汇编篇。
一．I/O篇
　　如果有文件读写的话，那么对文件的访问将是影响程序运行速度的一大因素。提高文件访问速度的主要办法有两个：一是采用内存映射文件，二是使用内存缓冲。下面是一组测试数据（见《UNIX环境高级编程》3.9节），显示了用18种不同的缓存长度，读1 468 802字节文件所得到的结果。

[align=center]缓冲大小[/align]	[align=center]用户CPU（秒）[/align]	[align=center]系统CPU（秒）[/align]	[align=center]时钟时间（秒）[/align]	循环次数（秒）
[align=center]1[/align]	[align=center]23.8[/align]	[align=center]397.9[/align]	[align=center]423.4[/align]	[align=center]1 468 802[/align]
[align=center]2[/align]	[align=center]12.3[/align]	[align=center]202.0[/align]	[align=center]215.2[/align]	[align=center]734 401[/align]
[align=center]4[/align]	[align=center]6.1[/align]	[align=center]100.6[/align]	[align=center]107.2[/align]	[align=center]367 201[/align]
[align=center]8[/align]	[align=center]3.0[/align]	[align=center]50.7[/align]	[align=center]54.0[/align]	[align=center]183 601[/align]
[align=center]16[/align]	[align=center]1.5[/align]	[align=center]25.3[/align]	[align=center]27.0[/align]	[align=center]91 801[/align]
[align=center]32[/align]	[align=center]0.7[/align]	[align=center]12.8[/align]	[align=center]13.7[/align]	[align=center]45 901[/align]
[align=center]64[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]6.6[/align]	[align=center]7.0[/align]	[align=center]22 951[/align]
[align=center]128[/align]	[align=center]0.2[/align]	[align=center]3.3[/align]	[align=center]3.6[/align]	[align=center]11 476[/align]
[align=center]256[/align]	[align=center]0.1[/align]	[align=center]1.8[/align]	[align=center]1.9[/align]	[align=center]5 738[/align]
[align=center]512[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]1.0[/align]	[align=center]1.1[/align]	[align=center]2 869[/align]
[align=center]1 024[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.6[/align]	[align=center]0.6[/align]	[align=center]1 435[/align]
[align=center]2 048[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.4[/align]	[align=center]0.4[/align]	[align=center]718[/align]
[align=center]4 096[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.4[/align]	[align=center]0.4[/align]	[align=center]359[/align]
[align=center]8 192[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]180[/align]
[align=center]16 384[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]90[/align]
[align=center]32 768[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]45[/align]
[align=center]65 536[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]23[/align]
[align=center]131 072[/align]	[align=center]0.0[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]0.3[/align]	[align=center]12[/align]

可见，一般的当内存缓冲区大小为8192的时候，性能就已经是最佳的了，这也就是为什么在H.263等图像编码程序中，缓冲区大小为8192的原因（有的时候也取2048大小）。使用内存缓冲区方法的好处主要是便于移植，占用内存少，便于硬件实现等。下面是读取文件的C伪码：
int Len;
BYTE buffer[8192];
ASSERT(buffer==NULL);
If buffer is empty{
Len=read(File,ld->rdbfr,8192);
If(len==0) No data and exit;
}
　　但是如果内存比较大的时候，采用内存映射文件可以达到更佳性能，并且编程实现简单。内存映射的具体使用说明见msdn October 2001中的Platform SDK
Documentation—Base Services—File Storage—File Mapping。下面是一点建议：
① 内存映射文件不能超过虚拟内存的大小，最好也不要太大，如果内存映射文件接近虚拟内存大小的时候，反而会大大降低程序的速度（其实是因为虚拟内存不足导致系统运行效率降低），这个时候，可以考虑分块映射，但是我觉得如果这样，还不如直接使用内存缓冲来得直接一些。
② 可以将两种方法统一使用，如我在编大图像文件数据处理的时候（因为是Unix工作站，内存很大GB单位）使用了内存映射文件，但是为了最佳性能，也使用了一行图像缓存，这样在读取文件中数据的时候，就保证了仅仅是顺序读写（内存映射文件中，对顺序读写有专门的优化）。
③ 在写文件的时候使用内存映射文件要有一点小技巧：应该先创建足够大的文件，然后将这个文件映射，在处理完这个文件的时候，用函数SetFilePointer和SetEndOfFile来对文件进行截尾。
④ 对内存映射文件进行操作与对内存进行操作类似（使用起来就象数组一样），那么如果有大块数据读写的时候，切记使用memcpy（）函数（或者CopyMemory（）函数）

　　总之，如果要使用内存映射文件，必须：1.处理的文件比较的小，2.处理的文件很大，但是运行环境内存也很大，并且一般在运行该程序的时候不运行其他消耗内存大的程序，同时用户对速度有特别的要求，而且对内存占用没有什么要求。如果以上两个条件不满足的时候，建议使用内存缓冲区的办法。

转自：http://dev.gameres.com/Program/Other/OP_IO.htm