算法合集之《论程序底层优化的一些方法和技巧》.pdfVIP

2009 年全国信息学奥林匹克冬令营论文 成都七中 骆可强 论程序底层优化的一些方法与技巧 成都七中 骆可强 摘要：本文以优化程序运行的时间效率为目地，从编译器、汇编代码、CPU 特性 等较为底层的概念着眼，对程序优化进行了全方位的探讨，总结了在优化中实用 的思想、原则、方法和技巧，并对它们在竞赛中的应用价值做出了一些尝试。 关键字：优化 CPU 汇编语言 编译器 目录  序言 第１页  引例 第３页  CPU 指令的运行效率 第１２页  数值运算的优化 第１３页  除法 第１３页  乘法 第１８页  高精度运算 第２０页  CPU 优化特性 第２０页  高速缓存 第２１页  分支预测 第２５页  乱序执行 第２７页  位运算技巧 第２９页  高维数组使用的注意事项 第３１页  应用举例 第３４页  总结 第３５页  参考文献 第３６页  特别感谢 第３７页 序言 信息学奥林匹克竞赛（Olympiad in Informatics）是研究怎样编写计算机程序来解决 特定问题的竞赛。考察的关键点，在于怎样利用有限的系统资源（CPU 时间片与系统内存） 来求解规模庞大的数学模型。在“正确”这一前提下，“效率”自然是考虑问题的第一要素。 效率，分为时间效率与空间效率，如何对时间效率进行优化是本文将要研究的主题。 算法是决定时间效率的关键 优化程序的时间效率，简单地讲，就是用尽一切手段，在保证正确的前提下让程序的 运行时间更短。那么，有些什么手段呢？最重要的自然是：使用尽可能高效的算法。 算法（Algorithm），是一系列解决问题的机械步骤，它采用明确定义的语义，描述了 求解特定数学模型的一般方法。算法的好坏，直接决定了程序的运行效率。采用低效的算法 或高效的算法，其差别就好像选择走路或是坐飞机，完全不在一个数量级。