CSAPP学习笔记（一）优化程序性能

怼烎@ 2022-02-02 10:25 743阅读 0赞

本文记录阅读CSAPP过程中一些疑问的回答以及学习的记录。

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1.  一个switch语句是否总比一系列的if-else语句高效？

>   是的。  
>   原因在于代码经过编译生成汇编程序的时候对if-else和switch的处理不同。if-else通常是cmp->jmp的一系列循环操作，而switch则会生成一个map存在.rodata区域内，运行时直接查表，省略了一系列计算比较的时间，因而效率更高。总而言之，是一种空间换时间的典型表现。即以提高空间复杂度为代价降低了时间复杂度。

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1.  一个函数调用的开销有多大？

> 函数调用的开销来源于函数调用的过程，主要有:  
> （1）参数入栈代码，将函数参数入栈；  
> （2）将控制权转移至函数中；  
> （3）建立新的栈帧，即当前函数使用的栈空间，将原栈帧首地址保存下来，方便回到调用者的栈帧；  
> （4）恢复原栈帧，然后将控制权转移至调用者  
>    
> 因此，主要的开销有:  
> （1）函数传递参数的拷贝开销；  
> （2）上一个调用函数的上下文的保存。  
> 对于传递参数的开销而言，传递的参数越多开销就越大；对于保存当前程序上下文所花费的开销而言，函数越复杂需要花费的开销就越大。  
>    
> 为了减少开销，可采用以下办法：  
> （1）使用inline函数，inline会在函数调用处展开。  
> （2） 使用宏取代非常简单短且调用频繁的函数，在查看Linux内核代码的时候，你会发现非常多的宏。因为内核代码非常注重速度，使用宏是非常有必要的。我们可以模仿内核代码的写法，在自己的工程代码中使用一些“宏函数“。  
> （3）减少递归函数的使用。递归函数是没有办法inline展开的。且递归的嵌套层数可能很深，时间和空间的开销都比较多。

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1.  指针引用比数组索引更有效吗？

>   是的。  
>   对于一个数组a，如果要访问数组中的元素`a[i]`，实际编译器做了如下操作`*(a + i * sizeof(element))`，即编译器先从符号表中找出数组a的首地址，之后需要计算偏移量，偏移量是有i与数组中单个元素占用空间大小相乘得出的，因此，通过`a[i]`取得元素的操作实际有一个乘法操作在里面。而使用指针q取元素的过程是，编译器从符号表中取出q的地址，之后从q的地址中获取到q指针指向的地址，最后访问这个元素，这样，对于指针操作就没有乘法操作，因此在对数组遍历的情况下使用指针会比数组下标快的多。

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1.  为什么将循环求和的结果放到一个本地变量中，会比将其放到一个通过引用传递过来的参数中，运行起来快得多？

> 因为本地变量存在栈内而通过引用传递过来的参数需要通过取址存/取，因此会更快一些。

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1.  while循环比for循环更有效吗？

> 是的。（具体原因暂时还没有搞明白，该部分待补充）

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参考文献：  
（1）[http://www.cnblogs.com/idorax/p/6275259.html][http_www.cnblogs.com_idorax_p_6275259.html]  
（2）[https://blog.csdn.net/imred/article/details/48865359][https_blog.csdn.net_imred_article_details_48865359]  
（3）[https://www.cnblogs.com/znwang/p/3591370.html][https_www.cnblogs.com_znwang_p_3591370.html]  
（4）[https://blog.csdn.net/ouyangjinbin/article/details/51076388][https_blog.csdn.net_ouyangjinbin_article_details_51076388]  
（5）[https://xcv58dotcom.wordpress.com/2010/07/27/experiment-for-while/][https_xcv58dotcom.wordpress.com_2010_07_27_experiment-for-while]  
（6）[https://blog.csdn.net/xsckernel/article/details/49534745][https_blog.csdn.net_xsckernel_article_details_49534745]

[http_www.cnblogs.com_idorax_p_6275259.html]: http://www.cnblogs.com/idorax/p/6275259.html
[https_blog.csdn.net_imred_article_details_48865359]: https://blog.csdn.net/imred/article/details/48865359
[https_www.cnblogs.com_znwang_p_3591370.html]: https://www.cnblogs.com/znwang/p/3591370.html
[https_blog.csdn.net_ouyangjinbin_article_details_51076388]: https://blog.csdn.net/ouyangjinbin/article/details/51076388
[https_xcv58dotcom.wordpress.com_2010_07_27_experiment-for-while]: https://xcv58dotcom.wordpress.com/2010/07/27/experiment-for-while/
[https_blog.csdn.net_xsckernel_article_details_49534745]: https://blog.csdn.net/xsckernel/article/details/49534745