【每周至少一篇 160901】语句级别的代码优化

接着上一篇，我们继续总结《并行算法设计与性能优化》中的语句级别优化。对于语句级别的优化来说，要尽量避免语句生成不需要的指令，或者让语句生成更为高效的指令。

减少对内存的读写

需要多次访问函数参数指针指向的值，则可将其保存在寄存器中

for(int i = 0; i < len; i++){
a[i] += a[i-1];
}

进行优化之后

temp = a[0];
for(int i = 0; i < len; i++){
temp += a[i];
a[i] = temp;
}

选用尽量小的数据类型

根据所需要的数据空间定义相应的数据类型。

机构体对齐

尽量保证大数据类型再前，小数据类型在后，这样编译后的结构体所占用的字节数就会少一些。

表达式移除

表达式移除指的是去掉重复的、共同的计算或者访存。

下面的代码表示：前者每次循环都需要比较索引以检查访存是否越界，后者则只需要实现一次：

void reedVI(VI *vi, int id){
int len = vi->size();
if(id < len) return vi[id];
else return ERROR;
}
for(int i = 0; i < len; i++){
readVI(a,i);
}

代码进行改进之后：

if(len >= a->size)  return ERROR;
for(int i=0; i < len; i++){
a[i]
...
}

分支优化

分支优化的前提是CPU在遇到条件判断时，会事先判断一下运行方向，并进行预运行。分支优化就是在这上面进行代码优化。有下面几条习惯需要注意：

尽量避免把判断放在循环里面

拆分循环

有时候循环中分支可能非常多，需要将其拆分成几个小循环有可能改善处理器的分支预测正确率，例子是:奇偶分支模型

合并多个条件

使用条件状态值生成掩码来移除条件分支

示例的代码为：

if(a > 0){
x = a;
}else{
x = b;
}

可以被优化为：

x = a > 0;
a = a*x + b * (1 - x);

使用条件复制指令来移除分支

查表法移除分支

注意调节分支的顺序