Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
Pozitívne vplyvy (zlepšenie účinnosti):
* znížené výpočty: Najpriamejším dopadom je odstránenie zbytočných výpočtov. Ak je známe, že premenná drží konštantnú hodnotu v čase kompilácie (alebo počas kompilácie JIT), kompilátor môže jednoducho nahradiť premennú svojou konštantnou hodnotou. Tým sa zabráni režijnému zaťaženiu hodnoty premennej z pamäte a vykonávania operácií počas behu počas behu. Napríklad:
`` C ++
const int x =5;
int y =x * 2; // sa stáva int y =5 * 2; ktoré sa môžu stať int y =10;
`` `
* Eliminácia mŕtveho kódu: Neustále šírenie môže odhaliť príležitosti na odstránenie mŕtveho kódu. Ak podmienený príkaz závisí od konštantnej hodnoty, kompilátor môže určiť v čase kompilácie, ktorá bude vykonaná pobočka. Pobočka, ktorá sa nikdy nebude vykonávať, sa stáva mŕtvym kódom a dá sa úplne odstrániť. To znižuje veľkosť spustiteľných a eliminuje zbytočné pokyny.
`` C ++
Const Bool debug =false;
if (ladenie) {
// ladenie kódu - nikdy sa nevykonávali teraz
Std ::cout <<"Informácie o ladení" <
`` `
V tomto príklade by sa obsah bloku „if“ úplne odstránil.
* Redukcia pevnosti: Konštantné šírenie môže niekedy umožniť zníženie pevnosti. Zahŕňa to výmenu drahých operácií lacnejšími. Napríklad:
`` C ++
const int Power =2;
int result =x * Pow (y, výkon); // potenciálne sa stáva x * (y * y)
`` `
Aj keď je menej priamy, ak je „Power“ konštantný a malý, kompilátor môže nahradiť všeobecné volanie `Pow ()` funkčné volanie sériou násobení, ktoré sú vo všeobecnosti oveľa rýchlejšie. Platí to najmä pre sily 2, ktoré je možné nahradiť ľavými posunmi bitov (napr. „X * 8` sa stáva` x <<3`).
* slučka rozvoj: V niektorých prípadoch môže neustále šírenie uľahčiť rozrušenie slučky. Ak je počet iterácií v slučke známy v čase kompilácie (pretože počítadlo slučky je konštanta), kompilátor môže duplikovať telo slučky niekoľkokrát, čím sa zníži pokyny pre riadenie režijných slučiek (zvyšuje počítadlo a skontroluje stav slučky).
* Vylepšené pridelenie registra: Znížením počtu premenných, ktoré je potrebné uložiť do pamäte, môže konštantné šírenie uvoľniť registre. To umožňuje kompilátorovi udržiavať častejšie používané premenné v registroch, čo ďalej zlepšuje výkon znížením prístupu do pamäte.
* Inlining príležitosti: Neustále šírenie môže niekedy odhaliť príležitosti na inlinovanie funkcií. Ak funkcia prijíma konštantné argumenty, kompilátor môže byť schopný špecializovať funkciu pre tieto konkrétne konštanty a vložiť špecializovanú verziu do volacieho kódu. To eliminuje režijné náklady funkcie.
Potenciálne negatívne vplyvy (menej bežné):
* Zvýšená veľkosť kódu (menej pravdepodobná): Aj keď je zriedkavé, ak konštantné šírenie vedie k významnej duplikácii kódu (napr. Prostredníctvom rozťahovania slučky alebo inlinovania funkcií s konštantnými argumentmi), môže sa zvýšiť celková veľkosť kódu. Zisky výkonnosti však zvyčajne prevažujú nad týmto menším zvýšením veľkosti. Moderní kompilátory sú veľmi dobré pri vyrovnávaní veľkosti a výkonu kódu.
* Zvýšenie času: Vykonanie konštantného šírenia si vyžaduje ďalšiu analýzu počas kompilácie, čo potenciálne mierne zvyšuje čas kompilácie. Zvyčajne je to však malá cena, ktorú treba zaplatiť za významné zlepšenie výkonnosti, ktoré umožňuje.
Ako funguje konštantné šírenie:
Proces konštantného šírenia zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:
1. Analýza toku údajov: Kompilátor vykonáva analýzu dátových tokov na sledovanie hodnôt premenných v celom programe. Táto analýza identifikuje premenné, ktoré sú priradené konštantné hodnoty.
2. šírenie: Kompilátor nahrádza použitie konštantných premenných ich zodpovedajúcimi konštantnými hodnotami. Často sa to robí rekurzívne; Ak sa premenná `y` vypočíta z konštantnej premennej` x`, potom sa „y` môže tiež stať konštantou prostredníctvom šírenia.
3. Zjednodušenie: Po šírení kompilátor zjednodušuje výrazy zahŕňajúce konštanty. Napríklad `5 + x` (kde je známe, že` x` je 3) sa stáva `8`.
4. iterácia: Celý proces sa často opakuje viackrát, aby sa maximalizovali výhody konštantného šírenia. Zmeny vyplývajúce z jedného kola šírenia môžu odhaliť nové konštantné hodnoty, ktoré sa môžu šíriť v nasledujúcich kolách.
Príklad demonštrujúci viac optimalizácií:
`` C ++
int main () {
Veľkosť konštanty =10;
int arr [veľkosť]; // Veľkosť poľa známa v čase kompilácie (v dôsledku konštantného šírenia)
pre (int i =0; i
}
int sum =0;
Const Bool podmienka =false;
if (condition) {// podmienka je vždy nepravdivá - mŕtvy kód!
Sum =100;
}
návrat 0;
}
`` `
V tomto príklade vedie neustále šírenie k:
* Pridelenie polí: Kompilátor pozná veľkosť poľa v čase kompilácie (v dôsledku toho, že „veľkosť“ je `const int`), čo umožňuje statické pridelenie v zásobníku (alebo v globálnej časti), a nie dynamickej alokácie, ktorá má viac režijných nákladov.
* slučka rozrušenia (potenciálne): Aj keď je tu menej pravdepodobný, kompilátor by mohol rozvinúť slučku (duplikovať telo slučky viackrát), pretože sú známe hranice slučky (`i
* Žiadne vyhľadávanie v čase `size`: Zakaždým, keď sa používa „veľkosť“, kompilátor nemusí načítať hodnotu z pamäte; Používa priamo konštantnú hodnotu.
V súhrne je, že konštantná šírenie je výkonná optimalizačná technika, ktorá môže významne zlepšiť efektívnosť programu znížením výpočtu, umožnením eliminácie mŕtveho kódu a otváraním dverí iným optimalizáciám, ako je zníženie sily a rozpad slučky.