代码优化技术:编译原理第十一章概览
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更新于2024-08-02
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"本资源是关于编译原理的课程讲义,主要讲解了代码优化这一重要主题,包括代码优化的定义、目的、不同阶段的优化方法以及多种优化技术的实例,如局部优化、循环优化、全局优化、常数合并、常数传播、代数简化和降低运算强度等。"
在编译原理中,代码优化是一个关键环节,其目的是在不改变程序逻辑的前提下,生成执行效率更高的等价代码。这一过程分为不同的阶段,包括与机器无关的优化(针对中间代码)和依赖于机器的优化(针对目标代码)。优化可以按照程序范围细分为局部优化(如基本块级别的优化)、循环优化和全局优化。
局部优化主要关注单个基本块内的优化,例如消除冗余计算和存储。在示例中,对于变量的初始化,通过使用寄存器变量和指针迭代,可以提高循环的效率,如Binky()和Winky()函数的对比。
循环优化是对循环体内的代码进行改进,以减少执行时间。这可能包括循环展开、循环不变量外提和循环合并等技术。
全局优化则考虑整个程序的视角,寻找跨多个函数或代码区域的优化机会。它可能涉及到数据流分析,例如控制流分析和数据流分析,来理解程序中变量的状态和使用情况,从而做出更有效的优化决策。
优化技术包括但不限于:
1. 常数合并:将常数表达式提前计算并合并,减少重复计算。例如,将`a=10*5+6-b;`优化为`a=56-b;`。
2. 常数传播:将常数值传播到程序的不同部分,消除不必要的变量赋值。例如,将`f0=_tmp4; f1=_tmp5; i=_tmp6;`优化为直接使用常数值。
3. 代数简化:应用数学规则简化表达式,如`x+0=x`和`b&&true=b`。例如,将`b=5+a+10;`优化为`b=a+15;`。
4. 降低运算强度:通过替换更高效的操作来减少运算量。例如,`i*2`可以用`i<<2`表示,`i/2`可以转换为`(int)(i*0.5)`。
这些优化技术在实际编译器设计中被广泛运用,以提高程序运行速度,减少内存消耗,或者改善其他性能指标。理解和掌握这些技术对于编写高效的编译器和优化代码至关重要。
2008-01-30 上传
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billsbaidu
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