C程序优化之路
C程序优化之路 C程序优化之路
本文讲述在编写C程序代码的常用优化办法，分为I/O篇，内存篇，算法篇，MMX汇编篇。
一．I/O篇
如果有文件读写的话，那么对文件的访问将是影响程序运行速度的一大因素。提高文件访问速度的主要办法有两个：一是采用内存映射文件，二是使用内存缓冲。下面是一组测试数据（见《UNIX环境高级编程》3.9节），显示了用18种不同的缓存长度，读1 468 802字节文件所得到的结果。
缓冲大小
用户CPU（秒）
系统CPU（秒）
时钟时间（秒）
循环次数（秒）
1
23.8
397.9
423.4
1 468 802
2
12.3
202.0
215.2
734 401
4
6.1
100.6
107.2
367 201
8
3.0
50.7
54.0
183 601
16
1.5
25.3
27.0
91 801
32
0.7
12.8
13.7
45 901
64
0.3
6.6
7.0
22 951
128
0.2
3.3
3.6
11 476
256
0.1
1.8
1.9
5 738
512
0.0
1.0
1.1
2 869
1 024
0.0
0.6
0.6
1 435
2 048
0.0
0.4
0.4
718
4 096
0.0
0.4
0.4
359
8 192
0.0
0.3
0.3
180
16 384
0.0
0.3
0.3
90
32 768
0.0
0.3
0.3
45
65 536
0.0
0.3
0.3
23
131 072
0.0
0.3
0.3
12
可见，一般的当内存缓冲区大小为8192的时候，性能就已经是最佳的了，这也就是为什么在H.263等图像编码程序中，缓冲区大小为8192的原因（有的时候也取2048大小）。使用内存缓冲区方法的好处主要是便于移植，占用内存少，便于硬件实现等。下面是读取文件的C伪码：
int Len;
BYTE buffer[8192];
ASSERT(buffer==NULL);
If buffer is empty{
Len=read(File,buffer,8192);
If(len==0) No data and exit;
}
但是如果内存比较大的时候，采用内存映射文件可以达到更佳性能，并且编程实现简单。内存映射的具体使用说明见msdn October 2001中的Platform SDK
Documentation—Base Services—File Storage—File Mapping。下面是一点建议：
① 内存映射文件不能超过虚拟内存的大小，最好也不要太大，如果内存映射文件接近虚拟内存大小的时候，反而会大大降低程序的速度（其实是因为虚拟内存不足导致系统运行效率降低），这个时候，可以考虑分块映射，但是我觉得如果这样，还不如直接使用内存缓冲来得直接一些。
② 可以将两种方法统一使用，如我在编大图像文件数据处理的时候（因为是Unix工作站，内存很大GB单位）使用了内存映射文件，但是为了最佳性能，也使用了一行图像缓存，这样在读取文件中数据的时候，就保证了仅仅是顺序读写（内存映射文件中，对顺序读写有专门的优化）。
③ 在写文件的时候使用内存映射文件要有一点小技巧：应该先创建足够大的文件，然后将这个文件映射，在处理完这个文件的时候，用函数SetFilePointer和SetEndOfFile来对文件进行截尾。
④ 对内存映射文件进行操作与对内存进行操作类似（使用起来就象数组一样），那么如果有大块数据读写的时候，切记使用memcpy（）函数（或者CopyMemory（）函数）
总之，如果要使用内存映射文件，必须：1.处理的文件比较的小，2.处理的文件很大，但是运行环境内存也很大，并且一般在运行该程序的时候不运行其他消耗内存大的程序，同时用户对速度有特别的要求，而且对内存占用没有什么要求。如果以上两个条件不满足的时候，建议使用内存缓冲区的办法。
