编译原理代码优化课件XX有限公司20XX汇报人：XX
目录01代码优化概述02基本优化技术03高级优化技术04优化算法05优化工具和环境06优化案例分析
代码优化概述01
优化的定义和重要性代码优化是指在不改变程序原有功能的前提下，通过算法改进和结构调整提高程序性能的过程。优化的定义优化能显著提升程序运行效率，减少资源消耗，对提高软件性能和用户体验至关重要。优化的重要性
优化的分类局部优化关注单个基本块内的指令，如常数传播、死代码消除等，提高代码效率。局部优化全局优化涉及整个程序或函数，包括循环优化、公共子表达式消除等，优化程序结构。全局优化循环优化专注于循环结构，如循环展开、强度削弱等，减少循环开销，提升性能。循环优化指令级并行优化通过调整指令顺序，利用处理器的并行执行能力，提高指令执行效率。指令级并行优化
优化的目标和限制优化旨在减少程序运行时间，例如通过循环展开或指令重排来提升CPU指令的执行效率。提高代码执行效率优化受到硬件限制、编译器能力、运行时环境等因素的影响，如处理器架构对指令集的限制。优化的限制因素优化过程中会尽量减少代码体积，例如通过消除冗余代码或合并相似函数来压缩程序大小。减少程序占用空间010203
基本优化技术02
常量传播定义与原理常量传播是一种编译优化技术，它通过在编译时确定变量的值，减少运行时的计算。与其他优化技术的结合常量传播常与其他优化技术如死代码消除、公共子表达式消除等结合使用，以达到更好的优化效果。应用实例性能提升例如，在编译Java代码时，编译器会将`inta=5;`中的`a`识别为常量，优化后续的计算。通过常量传播，编译器可以减少程序运行时的指令数量，提高执行效率。
死代码消除编译器分析程序的控制流，移除那些永远无法执行到的代码段，提高执行效率。优化过程中，编译器会移除那些结果不会影响程序输出的计算，如对常数的重复计算。编译器通过数据流分析识别未被引用的变量，并将其从代码中移除，以减少程序大小。识别和移除未使用的变量消除无用的计算删除不可达代码
循环优化循环展开通过减少循环次数来提高效率，例如将for循环中的每次迭代处理两个元素。01循环展开将循环中不依赖循环变量的代码移至循环外执行，以减少重复计算，如将常量计算移出循环。02循环不变代码外提循环分块是将大循环分割成小块处理，减少缓存未命中率，提高内存访问效率。03循环分块循环融合将多个循环合并为一个，减少循环控制开销，如将两个数组操作的循环合并为一个。04循环融合循环交换是改变嵌套循环的顺序，以优化内存访问模式，提高缓存利用率。05循环交换
高级优化技术03
公共子表达式消除编译器通过数据流分析识别代码中重复出现的表达式，将其标记为公共子表达式。识别公共子表达式将公共子表达式提取出来，存储在临时变量中，避免重复计算，提高程序运行效率。优化代码结构通过消除重复的计算，减少CPU的运算负担，优化后的代码执行速度更快，资源消耗更少。减少计算次数
强度削弱通过增加循环体的代码量，减少循环次数，提高程序运行效率，例如将for循环展开成多条独立语句。循环展开将编译时已知的常数值直接替换到程序中，减少运行时的计算量，如将数组索引的计算简化。常数传播
强度削弱移除程序中永远不会被执行到的代码段，优化程序结构，提高执行效率，例如删除无用的条件分支。死代码消除01识别并消除重复计算的子表达式，通过存储中间结果来减少计算次数，如在多处使用相同计算结果时只计算一次。公共子表达式消除02
代码移动01将循环中不依赖于循环变量的计算移至循环外，以减少每次迭代的计算量，提高效率。02识别并移除重复的计算，将结果存储在临时变量中，避免重复计算，优化代码性能。03分析程序中的条件语句，将条件判断结果为常量的表达式提前计算，简化后续的条件判断。循环不变式代码移动公共子表达式消除条件常量传播
优化算法04
数据流分析活跃变量分析用于确定程序中哪些变量在某个点之后可能被使用，从而优化寄存器分配。活跃变量分析01可达定义分析识别程序中哪些变量定义是可达的，有助于消除无用代码和优化程序性能。可达定义分析02常数传播通过分析程序中的常数表达式，将变量替换为常数值，以减少运行时的计算负担。常数传播03
循环不变式移动循环分割循环展开03循环分割将一个循环分成多个部分，以减少每次迭代的计算量，提高缓存命中率。循环融合01循环展开可以减少循环控制开销，提高代码执行效率，例如将for循环中的迭代次数加倍。02循环融合通过合并多个循环减少循环开销，例如将两个数组操作的循环合并为一个。循环交换04循环交换通过改变循环的顺序来减少数据依赖，从而提高并行度，例如改变嵌套循环的顺序。
代码调度循环展开循环展开可以减少循环控制开销，提高程序执行效率，例如在矩阵乘法中减少循环次数。0102指令重