编译器代码优化

Ⅰ 编译器的优化到底能够优化到什么程度

在不改变程序行为的前提下可以任意改写代码

Ⅱ 如何优化你的C代码

一、程序结构的优化
1、程序的书写结构
虽然书写格式并不会影响生成的代码质量，但是在实际编写程序时还是应该尊循一定的书写规则，一个书写清晰、明了的程序，有利于以后的维护。在书写程序时，特别是对于While、for、do…while、if…elst、switch…case等语句或这些语句嵌套组合时，应采用“缩格”的书写形式，

2、标识符
程序中使用的用户标识符除要遵循标识符的命名规则以外，一般不要用代数符号(如a、b、x1、y1)作为变量名，应选取具有相关含义的英文单词(或缩写)或汉语拼音作为标识符，以增加程序的可读性，如：count、number1、red、work等。

3、程序结构
C语言是一种高级程序设计语言，提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此在采用C语言设计单片机应用系统程序时，首先要注意尽可能采用结构化的程序设计方法，这样可使整个应用系统程序结构清晰，便于调试和维护。于一个较大的应用程序，通常将整个程序按功能分成若干个模块，不同模块完成不同的功能。各个模块可以分别编写，甚至还可以由不同的程序员编写，一般单个模块完成的功能较为简单，设计和调试也相对容易一些。在C语言中，一个函数就可以认为是一个模块。所谓程序模块化，不仅是要将整个程序划分成若干个功能模块，更重要的是，还应该注意保持各个模块之间变量的相对独立性，即保持模块的独立性，尽量少使用全局变量等。对于一些常用的功能模块，还可以封装为一个应用程序库，以便需要时可以直接调用。但是在使用模块化时，如果将模块分成太细太小，又会导致程序的执行效率变低(进入和退出一个函数时保护和恢复寄存器占用了一些时间)。

4、定义常数
在程序化设计过程中，对于经常使用的一些常数，如果将它直接写到程序中去，一旦常数的数值发生变化，就必须逐个找出程序中所有的常数，并逐一进行修改，这样必然会降低程序的可维护性。因此，应尽量当采用预处理命令方式来定义常数，而且还可以避免输入错误。

5、减少判断语句
能够使用条件编译(ifdef)的地方就使用条件编译而不使用if语句，有利于减少编译生成的代码的长度，能够不用判断语句则少用判断用语句。

6、表达式
对于一个表达式中各种运算执行的优先顺序不太明确或容易混淆的地方，应当采用圆括号明确指定它们的优先顺序。一个表达式通常不能写得太复杂，如果表达式太复杂，时间久了以后，自己也不容易看得懂，不利于以后的维护。

7、函数
对于程序中的函数，在使用之前，应对函数的类型进行说明，对函数类型的说明必须保证它与原来定义的函数类型一致，对于没有参数和没有返回值类型的函数应加上“void”说明。如果果需要缩短代码的长度，可以将程序中一些公共的程序段定义为函数，在Keil中的高级别优化就是这样的。如果需要缩短程序的执行时间，在程序调试结束后，将部分函数用宏定义来代替。注意，应该在程序调试结束后再定义宏，因为大多数编译系统在宏展开之后才会报错，这样会增加排错的难度。

8、尽量少用全局变量，多用局部变量。
因为全局变量是放在数据存储器中，定义一个全局变量，MCU就少一个可以利用的数据存储器空间，如果定义了太多的全局变量，会导致编译器无足够的内存可以分配。而局部变量大多定位于MCU内部的寄存器中，在绝大多数MCU中，使用寄存器操作速度比数据存储器快，指令也更多更灵活，有利于生成质量更高的代码，而且局部变量所的占用的寄存器和数据存储器在不同的模块中可以重复利用。

9、设定合适的编译程序选项
许多编译程序有几种不同的优化选项，在使用前应理解各优化选项的含义，然后选用最合适的一种优化方式。通常情况下一旦选用最高级优化，编译程序会近乎病态地追求代码优化，可能会影响程序的正确性，导致程序运行出错。因此应熟悉所使用的编译器，应知道哪些参数在优化时会受到影响，哪些参数不会受到影响。
在ICCAVR中，有“Default”和“Enable Code Compression”两个优化选项。
在CodeVisionAVR中，“Tiny”和“small”两种内存模式。
在IAR中，共有7种不同的内存模式选项。
在GCCAVR中优化选项更多，一不小心更容易选到不恰当的选项。

二、代码的优化
1、选择合适的算法和数据结构
应该熟悉算法语言，知道各种算法的优缺点，具体资料请参见相应的参考资料，有很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找法代替，插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替，都可以大大提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要，比如你在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和删除指令，那使用链表要快得多。
数组与指针语句具有十分密码的关系，一般来说，指针比较灵活简洁，而数组则比较直观，容易理解。对于大部分的编译器，使用指针比使用数组生成的代码更短，执行效率更高。但是在Keil中则相反，使用数组比使用的指针生成的代码更短。。

3、使用尽量小的数据类型
能够使用字符型(char)定义的变量，就不要使用整型(int)变量来定义；能够使用整型变量定义的变量就不要用长整型(long int)，能不使用浮点型(float)变量就不要使用浮点型变量。当然，在定义变量后不要超过变量的作用范围，如果超过变量的范围赋值，C编译器并不报错，但程序运行结果却错了，而且这样的错误很难发现。
在ICCAVR中，可以在Options中设定使用printf参数，尽量使用基本型参数(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式说明符)，少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明符)，至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用，其它C编译器也一样。在其它条件不变的情况下，使用%f参数，会使生成的代码的数量增加很多，执行速度降低。

4、使用自加、自减指令
通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的程序代码，编译器通常都能够生成inc和dec之类的指令，而使用a=a+1或a=a-1之类的指令，有很多C编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR单片适用的ICCAVR、GCCAVR、IAR等C编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的，也能够生成高质量的inc和dec之类的的代码。

5、减少运算的强度
可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下：

(1)、求余运算。
a=a%8;
可以改为：
a=a&7;
说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的C编译器的“%”运算均是调用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求2n方的余数，均可使用位操作的方法来代替。

(2)、平方运算
a=pow(a,2.0);
可以改为：
a=a*a;
说明：在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列)，乘法运算比求平方运算快得多，因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，在自带硬件乘法器的AVR单片机中，如ATMega163中，乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR单片机中，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行速度快。

如果是求3次方，如：
a=pow(a,3.0);
更改为：
a=a*a*a；
则效率的改善更明显。

(3)、用移位实现乘除法运算
a=a*4;
b=b/4;
可以改为：
a=a<<2;
b=b>>2;
说明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中，如果乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上，只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果，如：
a=a*9
可以改为：
a=(a<<3)+a

6、循环
(1)、循环语
对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面，这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等，应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起，放到一个init的初始化程序中进行。

(2)、延时函数：
通常使用的延时函数均采用自加的形式：
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=0;i<1000;i++)
;
}
将其改为自减延时函数：
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=1000;i>0;i--)
;
}
两个函数的延时效果相似，但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3个字节，因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令，采用后一种方式能够生成这类指令。
在使用while循环时也一样，使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少1~3个字母。
但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时，使用预减循环时有可能使数组超界，要引起注意。

(3)while循环和do…while循环
用while循环时有以下两种循环形式：
unsigned int i;
i=0;
while (i<1000)
{
i++;
//用户程序
}
或：
unsigned int i;
i=1000;
do
i--;
//用户程序
while (i>0);
在这两种循环中，使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。

7、查表
在程序中一般不进行非常复杂的运算，如浮点数的乘除及开方等，以及一些复杂的数学模型的插补运算，对这些即消耗时间又消费资源的运算，应尽量使用查表的方式，并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难，也尽量在启动时先计算，然后在数据存储器中生成所需的表，后以在程序运行直接查表就可以了，减少了程序执行过程中重复计算的工作量。

Ⅲ 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。

Ⅳ java如何优化编译呢

#java编译器对`String常量表达式`的优化:
- 1.String+String 可以被编译器识别为常量表达
String a="ab" ;
String b="a"+"b";//编译后:b="ab"
System.out.println(a==b);//true
分析:
编译器将"a"+"b"当做常量表达式,在编译时期进行优化,直接取"ab". 在运行时期
并没有创建新的对象,而是从jvm字符串常量池中获取之前已经存在的"ab"对象.

- 2.String+基本类型 可以被编译器识别为常量表达式

String a="a1";
String b="a"+1; //"a1"
String c="a"+true;//"atrue"
String d="a"+3.14;//"a3.14"

#java编译器对`常量`优化:
* 它是编译时的一项优化技术,将代码的常量计算在编译期完成,节约了运行时的计算量.

1.常量替换
//编译前:
final int x=10;
int y=x;

//编译后
int x=10;
int y=10;//编译时,常量替换了

2.数学恒等式的模式匹配替换

//编译前:
int x=10+10;

//编译后
int x=20;//编译时,模式匹配替换了

3.常量折叠

//编译前:
boolean flag=true||(a || b && c);

//编译后
boolean flag=true;//编译时,常量折叠了

Ⅳ 也谈“C++编译器到底能帮我们把代码优化到什么程度

也谈“C++编译器到底能帮我们把代码优化到什么程度
这个取决于编译器厂家了，不同的编译器优化有异同，编译器优化对性能影响很大，有时会有惊喜

Ⅵ 编译器 优化

编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。然而，也存在从低阶语言到高阶语言的编译器，这类编译器中用来从由高阶语言生成的低阶语言代码重新生成高阶语言代码的又被叫做反编译器。也有从一种高阶语言生成另一种高阶语言的编译器，或者生成一种需要进一步处理的的中间代码的编译器（又叫级联）。
典型的编译器输出是由包含入口点的名字和地址, 以及外部调用（到不在这个目标文件中的函数调用）的机器代码所组成的目标文件。一组目标文件，不必是同一编译器产生，但使用的编译器必需采用同样的输出格式，可以链接在一起并生成可以由用户直接执行的可执行程序。
从他的原理我们就好优化了，但是方法很多的

Ⅶ 什么叫代码优化为什么要优化

C语言属于编译语言，也就是你编写的程序，要经过编译形成目标代码，具体的处理器才能执行这个程序。
C语言的编译器有多种算法，如代码长度最小、代码执行时间最短等等。你在开发环境中不对代码优化进行设置，那就是默认等级，或者叫无优化。
优化的目的是给用户一个选择，比如你的程序存储器只有8K，可是编译出来的代码是9K，那你是没法烧录运行的，装不下。这时你按代码长度最小优化一下，也许就可以了。
不优化没什么问题，大不了程序大一点，优化级别越高，出问题的可能性越大。因为编译软件只有一个，程序员千千万，优化难免有BUG。

原则：能不优化就不优化，需要优化先自己想办法，实在不行才借助编译软件优化，但要详细测试。

Ⅷ java编译器的代码优化问题

理论上的就不说了，你自己搜也能搜到很多。
举个例子，你从一个方法a调用了另一个方法b。
我们知道，在a和b之中是可以创建相同名称的变量的，比如都有int i = 0;这句话。这种现象的根本原因在于，方法的调用会产生中断，中断产生后，cpu会做现场保护，包括把变量等进行压栈操作，即把方法a的相关资源进行了压栈，而方法b的相关资源放在栈顶，只有栈顶资源可以与cpu交互（就把方法a中的变量i保护起来），当方法b结束后出栈，a就又回到了栈顶，并获取了方法b运行的结果，然后继续运行。

哎，有些啰嗦了。方法的调用、中断、压栈出栈等等这些操作你说一点不消耗资源吧，那是不可能的，多少都会消耗一些，虽然很非常十分微不足道。那么编译器的优化过程，我知道的其作用之一，就是会把这些做一个优化。原本方法a一共10句话，你偏要只写1句，然后第2句写成方法b，第3句写成方法c。。。。。，然后依次嵌套调用。这样的源代码，编译器优化后，就跟你直接写10句是一个结果，即做了一定程度上的优化。

Ⅸ 编译器的编译器优化

应用程序之所以复杂, 是由于它们具有处理多种问题以及相关数据集的能力。实际上, 一个复杂的应用程序就象许多不同功能的应用程序“ 粘贴” 在一起。源文件中大部分复杂性来自于处理初始化和问题设置代码。这些文件虽然通常占源文件的很大一部分, 具有很大难度, 但基本上不花费C PU 执行周期。
尽管存在上述情况, 大多数Makefile文件只有一套编译器选项来编译项目中所有的文件。因此, 标准的优化方法只是简单地提升优化选项的强度, 一般从O 2 到O 3。这样一来, 就需要投人大量 精力来调试, 以确定哪些文件不能被优化, 并为这些文件建立特殊的make规则。
一个更简单但更有效的方法是通过一个性能分析器, 来运行最初的代码, 为那些占用了85 一95 % CPU 的源文件生成一个列表。通常情况下, 这些文件大约只占所有文件的1%。如果开发人员立刻为每一个列表中的文件建立其各自的规则, 则会处于更灵活有效的位置。这样一来改变优化只会引起一小部分文件被重新编译。进而,由于时间不会浪费在优化不费时的函数上, 重编译全部文件将会大大地加快。