代碼優化
以老師PPT為標准，借鑒部分教材內容，AlvinZH學習筆記。
概述
.1. 目的：提高目標代碼運行效率。時間效率（減少運行時間）；空間效率（減少內存容量）。
原則：進行優化必須嚴格遵循“不能改變原有程序語義”原則。
2. 優化的分類
從優化的層次，與機器是否有關，分為：獨立於機器的優化、與機器有關的優化。
從優化涉及的范圍，又分為：局部優化、循環優化、全局優化。
3. 滿足以下三個條件的程序段，稱為基本塊：
- 只有一個入口和一個出口，且語句為順序執行的程序段。
- 它使得所有轉向該基本塊的入口都是該基本塊的第一條語句。
- 如果塊中任一語句被執行，則該塊內的所有語句也將被執行（無分支），且執行次數一樣（無循環）。
基本塊划分問題
（1）確定入口語句
- 語句序列第一句為入口語句；
- 任何可以由條件/無條件跳轉而轉移到的第一條語句為入口語句；
- 緊跟在跳轉語句之后的第一條語句為入口語句；
（2）每個入口語句直到下一個入口語句或程序結束，之間的語句屬於同一個基本快。
優化基本方法
1. 利用代數性質（代數變換）
- 編譯時完成常數表達式的計算，如a:=5+6+x變成a:=11+x。
- 數組下標引用時，下標偏移可在編譯時預先做好。
- 運算強度減弱，如x*8變成x<<3。
2. 復寫（copy）傳播：如 x:=y 這樣的賦值語句，二者值相同，有些情況可以用y代替x編譯。其實就是將多語句簡化，減少值的傳播過程。
3. 刪除公共達式：具有相同值的子表達式在兩個以上地方出現時，稱它為公共子表達式。可以將之刪除至一次，將多次計算變為一次。
4. 刪除冗余代碼：冗余代碼就是毫無實際意義的代碼，又稱死代碼 (deadcode)或無用代碼(useless code)。永遠不會執行的代碼。
5. 循環優化
- 循環不變式的代碼外提：提取出循環過程中不隨循環控制變量改變的表達式至循環之外，從而減少計算次數，也稱頻度削弱。
- 循環展開：將循環展開減少執行語句數量，以空間換時間。
- 歸納變量的優化和條件判斷的替換
- 其他循環優化方法：把多重嵌套的循環變成單層循環；把 n 個相同形式的循環合成一個循環等。
6. in_line展開：把過程（或函數）調用改為in_line展開可節省許多處理過程（函數）調用所花費的開銷。省去了函數調用時參數壓棧，保存返回地址等指令。這也僅僅限於簡單的函數。
7. 其他方法，如控制流方法。
引用說明
- 邵老師課堂PDF
- 《編譯原理級編譯程序構造》