Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 [200] 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294

Время выполнения Время выполнения Экономия

Язык кода до оптимизации оптимизированного кода времени

С++ 3,68 2,65

РНР 3,97 2,42 32%

Visual Basic 3,75 3,56 4%

Примечание: тестирование выполнено для случая employeeCount = 100.

Как и прежде, все зависит от конкретного языка.

С объединением циклов связаны два главных фактора риска. Во-первых, индексы двух объединенных циклов могут позднее измениться, утратив совместимость. Во-вторых, объединить циклы иногда трудно. Прежде чем объединять циклы, убедитесь, что это не нарушит работу остальных частей кода.

Развертывание цикла

Целью развертьшания (unrolling) цикла является сокращение затрат, связанных с его выполнением. Если помните, после полного развертьшания цикла из трех строк в главе 25 оказалось, что 10 отдельных обращений к массиву выполняются быстрее.

Полное развертывание цикла - быстрое решение, эффективное при малом числе элементов, но оно непрактично, если элементов много или вы не знаете заранее, с каким числом элементов вы будете иметь дело. Вот пример обычного цикла:

Пример цикла, допускающего развертывание (Java)

г- Для решения подобной задачи вы, вероятно, использовали бы цикл for, но перед оптимизацией вы должны были бы преобразовать его в цикл while. Ради ясности здесь показан цикл while.

->i = 0;

while ( i < count ) { a[ i ] - i; i = i + 1;

После частичного развертывания цикла при каждой его итерации обрабатывается не один случай, а два или более. Это ухудшает удобочитаемость, но не нарушает общность цикла. Вот цикл, развернутый один раз:

Пример однократного развертывания цикла (Java)

i = 0;

while ( i < count - 1 ) { a[ i ] - i; a[ i + 1 ] = i + 1; i = i + 2;



• Эти строки обрабатывают случай, который может быть упущен из-за увеличении счетчика цикла на 2, а не на 1.

"if ( i == count ) {

а[ count - 1 ] = count - 1;

Как видите, мы заменили первоначальную строку afij = г на две строки и увеличиваем счетчик цикла на 2, а не на 7. Дополнительный код после цикла while нужен на случай нечетных значений переменной count, при которых цикл завершается, так и не обработав один элемент массива.

Конечно, девять строк хитрого кода труднее читать и сопровождать, чем пять строк простого. Что греха таить: после развертывания цикла качество кода ухудшилось. Однако любой подход к проектированию предполагает поиск компромиссных решений, и, даже если конкретная методика обычно плоха, в определенных обстоятельствах она может стать оптимальной.

Вот результаты развертывания цикла:

Язык

Время выполнения кода до оптимизации

Время выполнения оптимизированного кода

Экономия

Dli/vlVI«riP1

1,75

1,15

Java

1,01

0,581

5,33

4,49

Python

2,51

3,21

-27%

Примечание: тестирование выполнено для случая count = 100.

Возможность ускорения кода на 16-43% заслуживает внимания, хотя, как показывает тест кода, написанного на Python, тут тоже не все однозначно. Главная опасность при развертывании цикла - ошибка завышения или занижения на единицу в коде, обрабатывающем последнюю итерацию.

Что, если мы продолжим развертывание цикла? Принесет ли дополнительную выгоду двойное развертывание?

Пример двукратного развертывания цикла (Java)

i - 0;

while ( i < count - 2 ) {. a[ i ] - i; a[ i + 1 ] = i+1; a[ i + 2 ] = i+2; i = i + 3;

if ( i <= count - 1 ) {

a[ count - 1 ] = count - 1;

if ( i count - 2 ) {

a[ count -2 ] = count - 2;



ЧАСТЬ V Усовершенствование кода

Развертывание цикла во второй раз привело к таким результатам:

Язык

Время выполнения Время выполнения кода после второго кода до оптимизации развертывания цикла

Экономия времени

1,75 1,01

Java

1,01 0,581

5,33 3,70

Python

2,51 2,79

-12%

Примечание: тестирование выполнено для случая count = 100.

Итак, дальнейшее развертывание цикла может принести дополнительную пользу, а может и не принести, как показывает случай языка Java. В то же время сложность кода быстро возрастает. Если предыдущий фрагмент не кажется вам таким уж сложным, вспомните, что в самом начале он был циклом из пяти строк, и сами оцените компромисс между производительностью и удобочитаемостью.

Минимизация объема работы, выполняемой внутри циклов

Одной из методик повышения эффективности циклов является минимизация объема работы, выполняемой внутри цикла. Если вы можете вычислить выражение или его часть вне цикла и использовать внутри цикла результат вычисления, сделайте это. Это хорошая методика программирования, которая иногда улучшает удобочитаемость кода.

Допустим, у вас есть цикл, включающий сложное выражение с указателями: Пример цикла, включающего сложное выражение с указателями (С++)

for ( i = 0; i < rateCount; i++ ) {

netRate[ i ] = baseRate[ i ] * rates->cliscounts->factors->net;

Присвоив результат выражения удачно названной переменной, вы улучшите удобочитаемость кода, а может, и ускорите его выполнение:

Пример упрощения сложного выражения с указателями (С++)

quantityDiscount = rates->cliscounts->factors->net; for ( i = 0; i < rateCount; i++ ) {

netRate[ i ] = baseRate[ i ] * quantityDiscount;

Дополнительная переменная quantityDiscount (оптовая скидка) ясно показывает, что элементы массива baseRate умножаются на показатель скидки. В первом фрагменте это совсем не было очевидно. Кроме того, вынесение сложного выражения за пределы цикла устраняет три разыменования указателей при каждой итерации, что приводит к таким результатам:



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 [200] 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294



0.0084