编译器的优化

编译器会对代码执行一定程度的优化，类似充分利用处理器的时钟周期实现并行化，如使用循环展开以减少循环的次数等。

编译器在执行优化的同时，必须保证程序本身的行为没有发生改变，所以有些优化是「不彻底的」。这些不可优化的内容大多都是动态化的变量，他们的值可能由于调用自身而发生改变。所以编译器对动态变量的优化是有局限性的，因为它不能保证调用自身的情况不会发生。

内联函数通常可以提高程序的性能，它可以减少内存地址的跳转次数和 ret 指令返回是造成的周期浪费，大多数编译器都会对较小的函数进行内联优化。

人工优化

由于编译器优化的局限性，有些动态变量自身调用的情况其实并非是程序员所期望的，所以在满足「程序目的」的情况下，进行适当的优化可以大幅的提高程序性能。

可进行的优化有：

• 消除循环的低效率 在循环中减少对确定返回值的函数的调用，如利用 length() 函数返回同一个返回值，编译器并不清楚返回值是否会发生改变，因此会重复的调用来检查长度，这样无疑浪费了很多资源。
• 消除不必要的内存引用 使用一个变量来代替一个指针，避免对内存的重复读取和写入操作而丢失性能。
• 循环展开（在较高的优化级别中，编译器能够完成优化） 通过将一个操作数变成多个，来实现在一次循环中完成多个操作，以减少循环的次数。
• 多个累积变量 在循环体中，利用多个变量，进行相同或类似的计算来充分利用处理器的并行处理，对于有两个浮点加法的处理器来说，在不考虑 IO 性能的情况下，可以将原先的计算时间缩减一半。
• 重新整合变化 改变计算的优先级，由于有的值需要对源操作数进行累加，在优先计算别的值的情况下，可以减轻关键路径上的计算压力，从而提高性能。

一些限制因素

在优化足够充分的情况下，有些瓶颈可能不是在计算单元，而在于寄存器的个数（或称为 IO 瓶颈，寄存器的个数不够充足，便会向栈借空间，而从栈读取的延迟是远高于寄存器的），过多的累积变量可能造成适得其反的后果。

对分支预测的优化往往很难有十足的效果，因为各个处理器在设计时花了大量的精力在对分支预测的优化上，因此不必过分的关心分支预测的结果，往往选择将较大可能的判断，或许可以对分支预测起到积极作用。

正如第3章和第4章所说，条件传送 往往比 条件转移 有着更好的性能，所以在编写程序时，使用「先计算再判断」的方式往往比「先判断再计算」的方式更加有效。（在我使用 GCC 编译测试的几个程序中，编译器通常会选择自动将条件转移优化为条件传送）

注意内存操作的引用，下一步操作减少对上一步的引用可以提高性能，转移关键路径。