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

double interestRate ) {

return loanAmount / (

( 1.0 - Math.pow( ( 1.0 + ( interestRate / 12.0 ) ), -months ) ) /

( interestRate / 12.0 )

Формула вычисления платежей по ссуде сложна и довольно дорога. Помещение информации в таблицу, наверное, сделало бы вычисление более дешевым.

Насколько крупной была бы эта таблица? Переменной с наибольшим диапазоном является переменная loanAmount. Переменная interestRate может принимать значения от 5% до 20% с шагом 0,25%, что дает нам 61 значение. Переменная months может иметь значение от 12 до 72, или 61 значение. Значение переменной loan-Amount, вероятно, может находиться в пределах от 1 ООО до 100 ООО долларов, и вам едва ли удастся сохранить все эти значения в таблице.

Однако большая часть выражения не зависит от loanAmount, поэтому параметры действительно отвратительной части (знаменатель более крупного выражения) можно сохранить в таблице, индексируемой значениями interestRate и months. Значение loanAmount нужно будет вычислять:

Пример предварительного вычисления сложного выражения (Java)

double ComputePayment( long loanAmount, int months, double interestRate ) {

- Новая переменная interestlndex используется как индекс массива loanDivisor.

int interestlndex =

Math.round( ( interestRate - LOWEST.RATE ) * GRANULARITY * 100.00 ); return loanAmount / loanDivisor[ interestlndex ][ months ];

Итак, сложное вычисление мы заменили вычислением индекса массива и одним обращением к массиву. К чему же это привело?

Время выполнения

Время выполнения

оптимизированного

Экономия

Соотношение

Язык

кода до оптимизации

кода

времени

быстродействия

Java

2,97

0,251

10:1

Python

3,86

4,63

-20%

В зависимости от обстоятельств вы должны были бы предварительно вычислять массив loanDivisor при инициализации программы или читать его из файла. Вы также могли бы инициализировать массив нулями, вычислять каждый элемент при его первом запросе, сохранять его, а впоследствии просто извлекать из массива. Это было бы одной из форм кэширования, которое обсуждалось выше.



Предварительное вычисление выражения не обязывает вас создавать таблицу - возможен и иной вариант. Допустим, у вас есть код, вычисляющий взносы, которые нужно уплатить при погашении ссуд на разную сумму:

Пример второго сложного выражения,

которое можно вычислить предварительно (Java)

double ComputePayments( int months, double interestRate ) {

for ( long loanAmount = MIN LOAN AMOUNT; loanAmount < MAX LOAN AMOUNT; loanA(lfiount++ ) { payment = loanAmount / (

( 1.0 - Math.pow( 1.0+(interestRate/12.0), - months ) ) /

( interestRate/12.0 )

- Следующий код делал бы что-то с переменной payment, что именно - в данном примере не важно. ->

Даже без таблицы, вы можете предварительно вычислить сложную часть выражения вне цикла и использовать найденное значение внутри цикла:

Пример предварительного вычисления второго сложного выражения (Java)

double ComputePayments( int months, double interestRate ) {

long loanAmount;

- Предварительное вычисление части выражения.

double divisor = ( 1.0 - Math.pow( 1.0+(interestRate/12.0). - months ) ) /

( interestRate/12.0 ); for ( long loanAmount = MIN LOAN AMOUNT; loanAmount <= MAX LOAN AMOUNT; loanAmount++ ) { payment = loanAmount / divisor;

Этот вид оптимизации похож на уже рассмотренные нами методики, предполагающие вынесение обращений к массиву и разыменований указателей за пределы цикла. Результаты оптимизации кода Java в данном случае сравнимы с результатами предыдущего вида оптимизации, основанного на предварительном вычислении табличных данных:



Время выполнения

Время выполнения

оптимизированного

Экономия

Соотношение

Язык

кода до оптимизации

кода

времени

быстродействия

Java

7,43

0,24

30:1

Python

5,00

1,69

В отличие от первой попытки оптимизации быстродействие кода Python сейчас также выросло. Это происходит довольно часто: если один вид оптимизации не приводит к желаемым результатам, другой, казалось бы, аналогичный вид оказывается очень эффективным.

Оптимизация программы путем предварительного вычисления выражений имеет несколько вариантов:

вычисление результатов до выполнения программы и связывание их с константами во время компиляции;

вычисление результатов до выполнения программы и присвоение их переменным, используемым в период выполнения;

вычисление результатов до выполнения программы и сохранение их в файле, загружаемом в период выполнения;

однократное вычисление результатов при запуске программы и их использование во всех последующих случаях;

вычисление как можно большего числа значений до начала цикла, позволяющее свести к минимуму объем работы, выполняемой внутри цикла;

вычисление результатов при возникновении первой потребности в них и их сохранение, позволяющее получить результаты, когда они понадобятся снова.

Устранение часто используемых подвыражений

Если какое-то выражение повторяется в коде несколько раз, присвойте его значение переменной и используйте переменную вместо вычисления выражения в нескольких местах. Подвыражение, которое можно устранить, уже встречалось нам в предыдущем подразделе:

Пример часто используемого подвыражения (Java)

payment - loanAmount / (

( 1.0 - Math.pow( 1.0 + ( interestRate / 12.0 ), - months ) ) / ( interestRate / 12.0 )

Вместо двукратного вычисления выражения interestRate/12.0 вы можете присвоить его переменной и обратиться к ней два раза. Если вы присвоите переменной удачное имя, этот вид оптимизации не только повысит производительность кода, но и улучшит его удобочитаемость. Вот оптимизированный код:

Пример устранения часто используемого подвыражения (Java)

monthlylnterest = interestRate / 12.0; payment = loanAmount / (



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



0.006