编译优化与循环

㈠ 试比较循环展开和软流水这两种编译优化技术的异同

循环展开可以减少循环的次数，对程序的性能带了两方面的提高。一是减少了对循环没有直接贡献的计算，比如循环计数变量的计算，分支跳转指令的执行等。二是提供了进一步利用机器特性进行的优化的机会。

㈡ 编译的代码优化

代码优化是指对程序进行多种等价变换，使得从变换后的程序出发，能生成更有效的目标代码。所谓等价，是指不改变程序的运行结果。所谓有效，主要指目标代码运行时间较短，以及占用的存储空间较小。这种变换称为优化。
有两类优化：一类是对语法分析后的中间代码进行优化，它不依赖于具体的计算机；另一类是在生成目标代码时进行的，它在很大程度上依赖于具体的计算机。对于前一类优化，根据它所涉及的程序范围可分为局部优化、循环优化和全局优化三个不同的级别。

㈢ 应用编译优化有什么用

应用编译优化的作用是：提高运行能力因为程序优化前，有3个变量需要3个寄存器，一次乘法运算。程序优化后，只有1个变量需要一个寄存器，没有乘法运算。

并且这个优化看起来很微不足道，但实际上用途很广。为了程序的可读性和可维护性，大多数程序员应该还是会选用第一种方式。

写3行程序而不是直接甩下一行int ticks = 491520让后来读程序的人摸不到头脑。有了编译器的优化，程序员既可以写出易读的程序又不必担心性能受影响。

尤其是在嵌入式领域，很多低端芯片根本就没有硬件乘法器，如果程序不做上述优化可能这3行代码需要几十个cycle，优化过后一个cycle就搞定。

应用编译优化的级别：

第一级：代码调整。

代码调整是一种局部的思维方式；基本上不触及算法层级；它面向的是代码，而不是问题； 所以：语句调整，用汇编重写、指令调整、换一种语言实现、换一个编译器、循环展开、参数传递优化等都属于这一级。

第二级：新的视角。

新的视角强调的重点是针对问题的算法；即选择和构造适合于问题的算法。

第三级：表驱动状态机。

将问题抽象为另一种等价的数学模型或假想机器模型，比如构造出某种表驱动状态机；这一级其实是第二级的延伸，只是产生的效果更加明显，但它有其本身的特点。

㈣ 怎样用c语言编译

C编译的整个过程很复杂，大致可以分为以下四个阶段：

1. 预处理阶段在该阶段主要完成对源代码的预处理工作，主要包括对宏定义指令，头文件包含指令，预定义指令和特殊字符的处理，如对宏定义的替换以及文件头中所包含的文件中预定义代码的替换等，总之这步主要完成一些替换工作，输出是同源文件含义相同但内容不同的文件。

2. 编译、优化阶段编译就是将第一阶段处理得到的文件通过词法语法分析等转换为汇编语言。优化包括对中间代码的优化，如删除公共表达式，循环优化等；和对目标代码的生成进行的优化，如如何充分利用机器的寄存器存放有关变量的值，以减少内存访问次数。

3. 汇编阶段将汇编语言翻译成机器指令。

4. 链接阶段链接阶段的主要工作是将有关的目标文件连接起来，即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来，使得所有的目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。

㈤ C语言文件的编译与执行的四个阶段并分别描述

开发C程序有四个步骤：编辑、编译、连接和运行。

任何一个体系结构处理器上都可以使用C语言程序，只要该体系结构处理器有相应的C语言编译器和库，那么C源代码就可以编译并连接到目标二进制文件上运行。

1、预处理：导入源程序并保存（C文件）。

2、编译：将源程序转换为目标文件（Obj文件）。

3、链接：将目标文件生成为可执行文件（EXE文件）。

4、运行：执行，获取运行结果的EXE文件。

(5)编译优化与循环扩展阅读：

将C语言代码分为程序的几个阶段：

1、首先，源代码文件测试。以及相关的头文件，比如stdio。H、由预处理器CPP预处理为．I文件。预编译的。文件不包含任何宏定义，因为所有宏都已展开，并且包含的文件已插入。我归档。

2、编译过程是对预处理文件进行词法分析、语法分析、语义分析和优化，生成相应的汇编代码文件。这个过程往往是整个程序的核心部分，也是最复杂的部分之一。

3、汇编程序不直接输出可执行文件，而是输出目标文件。汇编程序可以调用LD来生成可以运行的可执行程序。也就是说，您需要链接大量的文件才能获得“a.out”，即最终的可执行文件。

4、在链接过程中，需要重新调整其他目标文件中定义的函数调用指令，而其他目标文件中定义的变量也存在同样的问题。

㈥ 何谓局部优化，循环优化和全局优化优化工作在编译的哪个阶段进行

优化根据涉及的程序范围可分为三种。 (1) 局部优化是指局限于基本块范围内的一种优化。一 个基本块是指程序中一组顺序执行的语句序列(或四元式序 列)，其中只有一个入口(第一个语句)和一个出口(最后一个 语句)。对于一个给定的程序，我们可以把它划分为一系列的 基本块，然后在各个基本块范围内分别进行优化。通常应用 DAG方法进行局部优化。

㈦ java 编译优化问题

java编译的结果是字节码而不是二进制，所以在运行时vm的优化才是重要的，包括VM的回收策略、分配给VM内存的大小都能在一定程度上影响性能。Sun的VM支持热点编译，对高频执行的代码段翻译的2进制会进行缓存，这也是VM的一种优化。

IBM JVM处理数学运算速度最快，BEA JVM处理大量线程和网络socket性能最好，而Sun JVM处理通常的商业逻辑性能最好。不过Hotspot的Server mode被报告有稳定性的问题。

Java 的最大优势不是体现在执行速度上，所以对Compiler的要求并不如c++那样高，代码级的优化还需要程序员本身的功底。

贴个java的运行参数：

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虚拟机（JVM）参数配置说明

在Java、J2EE大型应用中，JVM非标准参数的配置直接关系到整个系统的性能。
JVM非标准参数指的是JVM底层的一些配置参数，这些参数在一般开发中默认即可，不需

要任何配置。但是在生产环境中，为了提高性能，往往需要调整这些参数，以求系统达

到最佳新能。
另外这些参数的配置也是影响系统稳定性的一个重要因素，相信大多数Java开发人员都

见过“OutOfMemory”类型的错误。呵呵，这其中很可能就是JVM参数配置不当或者就没

有配置没意识到配置引起的。

为了说明这些参数，还需要说说JDK中的命令行工具一些知识做铺垫。

首先看如何获取这些命令配置信息说明：
假设你是windows平台，你安装了J2SDK，那么现在你从cmd控制台窗口进入J2SDK安装目

录下的bin目录，然后运行java命令，出现如下结果，这些就是包括java.exe工具的和

JVM的所有命令都在里面。

-----------------------------------------------------------------------
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
-----------------------------------------------------------------------
在控制台输出信息中，有个-X（注意是大写）的命令，这个正是查看JVM配置参数的命

令。

其次，用java -X 命令查看JVM的配置说明：
运行后如下结果，这些就是配置JVM参数的秘密武器，这些信息都是英文的，为了方便

阅读，我根据自己的理解翻译成中文了（不准确的地方还请各位博友斧正）
-----------------------------------------------------------------------
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配置参数中文说明：
-----------------------------------------------------------------------
1、-Xmixed mixed mode execution (default)
混合模式执行

2、-Xint interpreted mode execution only
解释模式执行

3、-Xbootclasspath:<directories and zip/jar files separated by ;>
set search path for bootstrap classes and resources
设置zip/jar资源或者类（.class文件）存放目录路径

3、-Xbootclasspath/a:<directories and zip/jar files separated by ;>
append to end of bootstrap class path
追加zip/jar资源或者类（.class文件）存放目录路径

4、-Xbootclasspath/p:<directories and zip/jar files separated by ;>
prepend in front of bootstrap class path
预先加载zip/jar资源或者类（.class文件）存放目录路径

5、-Xnoclassgc disable class garbage collection
关闭类垃圾回收功能

6、-Xincgc enable incremental garbage collection
开启类的垃圾回收功能

7、-Xloggc:<file> log GC status to a file with time stamps
记录垃圾回日志到一个文件。

8、-Xbatch disable background compilation
关闭后台编译

9、-Xms<size> set initial Java heap size
设置JVM初始化堆内存大小

10、-Xmx<size> set maximum Java heap size
设置JVM最大的堆内存大小

11、-Xss<size> set java thread stack size
设置JVM栈内存大小

12、-Xprof output cpu profiling data
输入CPU概要表数据

13、-Xfuture enable strictest checks, anticipating future default
执行严格的代码检查，预测可能出现的情况

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

documentation)
通过JVM还原操作系统信号

15、-Xcheck:jni perform additional checks for JNI functions
对JNI函数执行检查

16、-Xshare:off do not attempt to use shared class data
尽可能不去使用共享类的数据

17、-Xshare:auto use shared class data if possible (default)
尽可能的使用共享类的数据

18、-Xshare:on require using shared class data, otherwise fail.
尽可能的使用共享类的数据，否则运行失败

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

㈧ 编译原理四——代码优化

1、基本块的划分方法：

3、DAG图实现基本块的优化

1、程序流图与循环
控制流程图就是有唯一首节点的有向图，用三元组G=（N，E，n ₀ ）表示（节点集，边集，首节点）节点集就是基本块集，有向边表示如下：基本块i出口语句不是转向语句或停语句，i与紧随其后的基本块j有有向边。或者i出口转向j入口语句。
2、循环：程序流图里的一个节点序列强连通，任意两个节点都有至少一条通路，它们中有且只有一个入口节点。（从序列外某节点有一条有向边引导它，或他是程序流图的首节点。
3、找循环：
必经节点集：从流图首节点出发，到n的任意通路都要经过m，m是n的必经节点，记为mDOMn；流图中结点n的所有必经节点的集合称为节点n的必经结点集，极为D(n)。
DOM的性质：自反性：流图中任意节点a，都有aDOMa。传递性：aDOMb，bDOMc则aDOMc。反对称性：aDOMb,bDOMa,a=b。DOM是一个偏序关系，任何节点n的必经节点集是一个有序集。
必经节点的求法：一定包括自己好吧。。。。。。必经节点集就是前驱节点必经节点集的交集加自己没准。
找回边：假设a b是流图中的一条有向边，如果bDOMa，则a b是流图中的一条回边。已知有向边n d是一条回边，则由它组成的循环就是由结点d、结点n以及有通路到达n但该通路不经过d的所有结点组成的。
4、可规约流图：当且仅当一个流图除去回边后，其余边构成一个无环路流图。性质：1. 图中任何直观环路都是循环。2. 找到所有回边可以对应找出所有循环。3. 循环或嵌套或不相交（可能有公共入口节点），goto语句不可跳入循环。

5、循环优化

㈨ 编译器优化怎么定义

常见的优化和变新有：函数内嵌（inlining），无用代码删除（Dead code elimination），标准化循环结构（loop normalization），循环体展开（loop unrolling），循环体合并，分裂（loop fusion，loop fission），数组填充（array padding），等等。 优化和变形的目的是减少代码的长度，提高内存（memory），缓存（cache）的使用率，减少读写磁盘，访问网络数据的频率。更高级的优化甚至可以把序列化的代码（serial code）变成并行运算，多线程的代码（parallelized，multi-threaded code）。

机器代码的生成是优化变型后的中间代码转换成机器指令的过程。现代编译器主要采用生成汇编代码（assembly code）策略，而不直接生成二进制的目标代码（binary object code）。即使在代码生成阶段，高级编译器仍然要做很多分析，优化，变形工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何选择合适的机器指令，如何合并几句代码成一句等等。