編譯優化與循環

㈠ 試比較循環展開和軟流水這兩種編譯優化技術的異同

循環展開可以減少循環的次數，對程序的性能帶了兩方面的提高。一是減少了對循環沒有直接貢獻的計算，比如循環計數變數的計算，分支跳轉指令的執行等。二是提供了進一步利用機器特性進行的優化的機會。

㈡ 編譯的代碼優化

代碼優化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換後的程序出發，能生成更有效的目標代碼。所謂等價，是指不改變程序的運行結果。所謂有效，主要指目標代碼運行時間較短，以及佔用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。
有兩類優化：一類是對語法分析後的中間代碼進行優化，它不依賴於具體的計算機；另一類是在生成目標代碼時進行的，它在很大程度上依賴於具體的計算機。對於前一類優化，根據它所涉及的程序范圍可分為局部優化、循環優化和全局優化三個不同的級別。

㈢ 應用編譯優化有什麼用

應用編譯優化的作用是：提高運行能力因為程序優化前，有3個變數需要3個寄存器，一次乘法運算。程序優化後，只有1個變數需要一個寄存器，沒有乘法運算。

並且這個優化看起來很微不足道，但實際上用途很廣。為了程序的可讀性和可維護性，大多數程序員應該還是會選用第一種方式。

寫3行程序而不是直接甩下一行int ticks = 491520讓後來讀程序的人摸不到頭腦。有了編譯器的優化，程序員既可以寫出易讀的程序又不必擔心性能受影響。

尤其是在嵌入式領域，很多低端晶元根本就沒有硬體乘法器，如果程序不做上述優化可能這3行代碼需要幾十個cycle，優化過後一個cycle就搞定。

應用編譯優化的級別：

第一級：代碼調整。

代碼調整是一種局部的思維方式；基本上不觸及演算法層級；它面向的是代碼，而不是問題； 所以：語句調整，用匯編重寫、指令調整、換一種語言實現、換一個編譯器、循環展開、參數傳遞優化等都屬於這一級。

第二級：新的視角。

新的視角強調的重點是針對問題的演算法；即選擇和構造適合於問題的演算法。

第三級：表驅動狀態機。

將問題抽象為另一種等價的數學模型或假想機器模型，比如構造出某種表驅動狀態機；這一級其實是第二級的延伸，只是產生的效果更加明顯，但它有其本身的特點。

㈣ 怎樣用c語言編譯

C編譯的整個過程很復雜，大致可以分為以下四個階段：

1. 預處理階段在該階段主要完成對源代碼的預處理工作，主要包括對宏定義指令，頭文件包含指令，預定義指令和特殊字元的處理，如對宏定義的替換以及文件頭中所包含的文件中預定義代碼的替換等，總之這步主要完成一些替換工作，輸出是同源文件含義相同但內容不同的文件。

2. 編譯、優化階段編譯就是將第一階段處理得到的文件通過詞法語法分析等轉換為匯編語言。優化包括對中間代碼的優化，如刪除公共表達式，循環優化等；和對目標代碼的生成進行的優化，如如何充分利用機器的寄存器存放有關變數的值，以減少內存訪問次數。

3. 匯編階段將匯編語言翻譯成機器指令。

4. 鏈接階段鏈接階段的主要工作是將有關的目標文件連接起來，即將在一個文件中引用的符號同該符號在另外一個文件中的定義連接起來，使得所有的目標文件成為一個能夠被操作系統裝入執行的統一整體。

㈤ C語言文件的編譯與執行的四個階段並分別描述

開發C程序有四個步驟：編輯、編譯、連接和運行。

任何一個體系結構處理器上都可以使用C語言程序，只要該體系結構處理器有相應的C語言編譯器和庫，那麼C源代碼就可以編譯並連接到目標二進制文件上運行。

1、預處理：導入源程序並保存（C文件）。

2、編譯：將源程序轉換為目標文件（Obj文件）。

3、鏈接：將目標文件生成為可執行文件（EXE文件）。

4、運行：執行，獲取運行結果的EXE文件。

(5)編譯優化與循環擴展閱讀：

將C語言代碼分為程序的幾個階段：

1、首先，源代碼文件測試。以及相關的頭文件，比如stdio。H、由預處理器CPP預處理為．I文件。預編譯的。文件不包含任何宏定義，因為所有宏都已展開，並且包含的文件已插入。我歸檔。

2、編譯過程是對預處理文件進行詞法分析、語法分析、語義分析和優化，生成相應的匯編代碼文件。這個過程往往是整個程序的核心部分，也是最復雜的部分之一。

3、匯編程序不直接輸出可執行文件，而是輸出目標文件。匯編程序可以調用LD來生成可以運行的可執行程序。也就是說，您需要鏈接大量的文件才能獲得「a.out」，即最終的可執行文件。

4、在鏈接過程中，需要重新調整其他目標文件中定義的函數調用指令，而其他目標文件中定義的變數也存在同樣的問題。

㈥ 何謂局部優化，循環優化和全局優化優化工作在編譯的哪個階段進行

優化根據涉及的程序范圍可分為三種。 (1) 局部優化是指局限於基本塊范圍內的一種優化。一 個基本塊是指程序中一組順序執行的語句序列(或四元式序 列)，其中只有一個入口(第一個語句)和一個出口(最後一個 語句)。對於一個給定的程序，我們可以把它劃分為一系列的 基本塊，然後在各個基本塊范圍內分別進行優化。通常應用 DAG方法進行局部優化。

㈦ java 編譯優化問題

java編譯的結果是位元組碼而不是二進制，所以在運行時vm的優化才是重要的，包括VM的回收策略、分配給VM內存的大小都能在一定程度上影響性能。Sun的VM支持熱點編譯，對高頻執行的代碼段翻譯的2進制會進行緩存，這也是VM的一種優化。

IBM JVM處理數學運算速度最快，BEA JVM處理大量線程和網路socket性能最好，而Sun JVM處理通常的商業邏輯性能最好。不過Hotspot的Server mode被報告有穩定性的問題。

Java 的最大優勢不是體現在執行速度上，所以對Compiler的要求並不如c++那樣高，代碼級的優化還需要程序員本身的功底。

貼個java的運行參數：

Usage: java [-options] class [args...]
(to execute a class)
or java [-options] -jar jarfile [args...]
(to execute a jar file)

where options include:
-client to select the "client" VM
-server to select the "server" VM
-hotspot is a synonym for the "client" VM [deprecated]
The default VM is client.

-cp <class search path of directories and zip/jar files>
-classpath <class search path of directories and zip/jar files>
A ; separated list of directories, JAR archives,
and ZIP archives to search for class files.
-D<name>=<value>
set a system property
-verbose[:class|gc|jni]
enable verbose output
-version print proct version and exit
-version:<value>
require the specified version to run
-showversion print proct version and continue
-jre-restrict-search | -jre-no-restrict-search
include/exclude user private JREs in the version search
-? -help print this help message
-X print help on non-standard options
-ea[:<packagename>...|:<classname>]
-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
enable assertions
-da[:<packagename>...|:<classname>]
-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
disable assertions
-esa | -enablesystemassertions
enable system assertions
-dsa | -disablesystemassertions
disable system assertions
-agentlib:<libname>[=<options>]
load native agent library <libname>, e.g. -agentlib:hprof
see also, -agentlib:jdwp=help and -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<options>]
load native agent library by full pathname
-javaagent:<jarpath>[=<options>]
load Java programming language agent, see

java.lang.instrument

-Xmixed mixed mode execution (default)
-Xint interpreted mode execution only
-Xbootclasspath:<directories and zip/jar files separated by ;>
set search path for bootstrap classes and resources
-Xbootclasspath/a:<directories and zip/jar files separated by ;>
append to end of bootstrap class path
-Xbootclasspath/p:<directories and zip/jar files separated by ;>
prepend in front of bootstrap class path
-Xnoclassgc disable class garbage collection
-Xincgc enable incremental garbage collection
-Xloggc:<file> log GC status to a file with time stamps
-Xbatch disable background compilation
-Xms<size> set initial Java heap size
-Xmx<size> set maximum Java heap size
-Xss<size> set java thread stack size
-Xprof output cpu profiling data
-Xfuture enable strictest checks, anticipating future default
-Xrs rece use of OS signals by Java/VM (see

documentation)
-Xcheck:jni perform additional checks for JNI functions
-Xshare:off do not attempt to use shared class data
-Xshare:auto use shared class data if possible (default)
-Xshare:on require using shared class data, otherwise fail.

Java虛擬機（JVM）參數配置說明

在Java、J2EE大型應用中，JVM非標准參數的配置直接關繫到整個系統的性能。
JVM非標准參數指的是JVM底層的一些配置參數，這些參數在一般開發中默認即可，不需

要任何配置。但是在生產環境中，為了提高性能，往往需要調整這些參數，以求系統達

到最佳新能。
另外這些參數的配置也是影響系統穩定性的一個重要因素，相信大多數Java開發人員都

見過「OutOfMemory」類型的錯誤。呵呵，這其中很可能就是JVM參數配置不當或者就沒

有配置沒意識到配置引起的。

為了說明這些參數，還需要說說JDK中的命令行工具一些知識做鋪墊。

首先看如何獲取這些命令配置信息說明：
假設你是windows平台，你安裝了J2SDK，那麼現在你從cmd控制台窗口進入J2SDK安裝目

錄下的bin目錄，然後運行java命令，出現如下結果，這些就是包括java.exe工具的和

JVM的所有命令都在裡面。

-----------------------------------------------------------------------
D:\j2sdk15\bin>java
Usage: java [-options] class [args...]
(to execute a class)
or java [-options] -jar jarfile [args...]
(to execute a jar file)

where options include:
-client to select the "client" VM
-server to select the "server" VM
-hotspot is a synonym for the "client" VM [deprecated]
The default VM is client.

-cp <class search path of directories and zip/jar files>
-classpath <class search path of directories and zip/jar files>
A ; separated list of directories, JAR archives,
and ZIP archives to search for class files.
-D<name>=<value>
set a system property
-verbose[:class|gc|jni]
enable verbose output
-version print proct version and exit
-version:<value>
require the specified version to run
-showversion print proct version and continue
-jre-restrict-search | -jre-no-restrict-search
include/exclude user private JREs in the version search
-? -help print this help message
-X print help on non-standard options
-ea[:<packagename>...|:<classname>]
-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
enable assertions
-da[:<packagename>...|:<classname>]
-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
disable assertions
-esa | -enablesystemassertions
enable system assertions
-dsa | -disablesystemassertions
disable system assertions
-agentlib:<libname>[=<options>]
load native agent library <libname>, e.g. -agentlib:hprof
see also, -agentlib:jdwp=help and -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<options>]
load native agent library by full pathname
-javaagent:<jarpath>[=<options>]
load Java programming language agent, see

java.lang.instrument
-----------------------------------------------------------------------
在控制台輸出信息中，有個-X（注意是大寫）的命令，這個正是查看JVM配置參數的命

令。

其次，用java -X 命令查看JVM的配置說明：
運行後如下結果，這些就是配置JVM參數的秘密武器，這些信息都是英文的，為了方便

閱讀，我根據自己的理解翻譯成中文了（不準確的地方還請各位博友斧正）
-----------------------------------------------------------------------
D:\j2sdk15\bin>java -X
-Xmixed mixed mode execution (default)
-Xint interpreted mode execution only
-Xbootclasspath:<directories and zip/jar files separated by ;>
set search path for bootstrap classes and resources
-Xbootclasspath/a:<directories and zip/jar files separated by ;>
append to end of bootstrap class path
-Xbootclasspath/p:<directories and zip/jar files separated by ;>
prepend in front of bootstrap class path
-Xnoclassgc disable class garbage collection
-Xincgc enable incremental garbage collection
-Xloggc:<file> log GC status to a file with time stamps
-Xbatch disable background compilation
-Xms<size> set initial Java heap size
-Xmx<size> set maximum Java heap size
-Xss<size> set java thread stack size
-Xprof output cpu profiling data
-Xfuture enable strictest checks, anticipating future default
-Xrs rece use of OS signals by Java/VM (see

documentation)
-Xcheck:jni perform additional checks for JNI functions
-Xshare:off do not attempt to use shared class data
-Xshare:auto use shared class data if possible (default)
-Xshare:on require using shared class data, otherwise fail.

The -X options are non-standard and subject to change without notice.
-----------------------------------------------------------------------

JVM配置參數中文說明：
-----------------------------------------------------------------------
1、-Xmixed mixed mode execution (default)
混合模式執行

2、-Xint interpreted mode execution only
解釋模式執行

3、-Xbootclasspath:<directories and zip/jar files separated by ;>
set search path for bootstrap classes and resources
設置zip/jar資源或者類（.class文件）存放目錄路徑

3、-Xbootclasspath/a:<directories and zip/jar files separated by ;>
append to end of bootstrap class path
追加zip/jar資源或者類（.class文件）存放目錄路徑

4、-Xbootclasspath/p:<directories and zip/jar files separated by ;>
prepend in front of bootstrap class path
預先載入zip/jar資源或者類（.class文件）存放目錄路徑

5、-Xnoclassgc disable class garbage collection
關閉類垃圾回收功能

6、-Xincgc enable incremental garbage collection
開啟類的垃圾回收功能

7、-Xloggc:<file> log GC status to a file with time stamps
記錄垃圾回日誌到一個文件。

8、-Xbatch disable background compilation
關閉後台編譯

9、-Xms<size> set initial Java heap size
設置JVM初始化堆內存大小

10、-Xmx<size> set maximum Java heap size
設置JVM最大的堆內存大小

11、-Xss<size> set java thread stack size
設置JVM棧內存大小

12、-Xprof output cpu profiling data
輸入CPU概要表數據

13、-Xfuture enable strictest checks, anticipating future default
執行嚴格的代碼檢查，預測可能出現的情況

14、-Xrs rece use of OS signals by Java/VM (see

documentation)
通過JVM還原操作系統信號

15、-Xcheck:jni perform additional checks for JNI functions
對JNI函數執行檢查

16、-Xshare:off do not attempt to use shared class data
盡可能不去使用共享類的數據

17、-Xshare:auto use shared class data if possible (default)
盡可能的使用共享類的數據

18、-Xshare:on require using shared class data, otherwise fail.
盡可能的使用共享類的數據，否則運行失敗

The -X options are non-standard and subject to change without notice.

㈧ 編譯原理四——代碼優化

1、基本塊的劃分方法：

3、DAG圖實現基本塊的優化

1、程序流圖與循環
控制流程圖就是有唯一首節點的有向圖，用三元組G=（N，E，n ₀ ）表示（節點集，邊集，首節點）節點集就是基本塊集，有向邊表示如下：基本塊i出口語句不是轉向語句或停語句，i與緊隨其後的基本塊j有有向邊。或者i出口轉向j入口語句。
2、循環：程序流圖里的一個節點序列強連通，任意兩個節點都有至少一條通路，它們中有且只有一個入口節點。（從序列外某節點有一條有向邊引導它，或他是程序流圖的首節點。
3、找循環：
必經節點集：從流圖首節點出發，到n的任意通路都要經過m，m是n的必經節點，記為mDOMn；流圖中結點n的所有必經節點的集合稱為節點n的必經結點集，極為D(n)。
DOM的性質：自反性：流圖中任意節點a，都有aDOMa。傳遞性：aDOMb，bDOMc則aDOMc。反對稱性：aDOMb,bDOMa,a=b。DOM是一個偏序關系，任何節點n的必經節點集是一個有序集。
必經節點的求法：一定包括自己好吧。。。。。。必經節點集就是前驅節點必經節點集的交集加自己沒准。
找回邊：假設a b是流圖中的一條有向邊，如果bDOMa，則a b是流圖中的一條回邊。已知有向邊n d是一條回邊，則由它組成的循環就是由結點d、結點n以及有通路到達n但該通路不經過d的所有結點組成的。
4、可規約流圖：當且僅當一個流圖除去回邊後，其餘邊構成一個無環路流圖。性質：1. 圖中任何直觀環路都是循環。2. 找到所有回邊可以對應找出所有循環。3. 循環或嵌套或不相交（可能有公共入口節點），goto語句不可跳入循環。

5、循環優化

㈨ 編譯器優化怎麼定義

常見的優化和變新有：函數內嵌（inlining），無用代碼刪除（Dead code elimination），標准化循環結構（loop normalization），循環體展開（loop unrolling），循環體合並，分裂（loop fusion，loop fission），數組填充（array padding），等等。 優化和變形的目的是減少代碼的長度，提高內存（memory），緩存（cache）的使用率，減少讀寫磁碟，訪問網路數據的頻率。更高級的優化甚至可以把序列化的代碼（serial code）變成並行運算，多線程的代碼（parallelized，multi-threaded code）。

機器代碼的生成是優化變型後的中間代碼轉換成機器指令的過程。現代編譯器主要採用生成匯編代碼（assembly code）策略，而不直接生成二進制的目標代碼（binary object code）。即使在代碼生成階段，高級編譯器仍然要做很多分析，優化，變形工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何選擇合適的機器指令，如何合並幾句代碼成一句等等。