代码运行效率及程序大小分析一例

  之前一直看到有经验的程序员说，代码写得太低劣了，许多变量都定义成全局的，当时的理解大致是这样程序的健壮性不好，不利于移植、修改和维护，牵一发而动全身。今天在测试一个代码运行效率的程序时，做了一个测试程序，让我对这个问题有了新的认识。这个程序要说明的问题是，尽可能在循环的时候只运行本层的数据，单层的循环有利于节省CPU的运行时间。

  测试代码如下：

#include<stdio.h>

#include<windows.h>

int data1[10000000] = ｛0，1｝;

int data2[10000000] = ｛0，1｝;

void loop_layer_test();

 

int main()

{

loop_layer_test();

return 0;

}

void loop_layer_test()

{

int m = GetTickCount();

int outer = 0;

int inner = 0;

for(outer = 0; outer < 10000000; outer ++)

{

data1[outer] = outer;

data2[outer] = outer;

}

printf("%d\n", GetTickCount() - m);

m = GetTickCount();;

for(inner = 0; inner < 10000000; inner ++)

{

data1[inner] = inner;

}

for(outer = 0; outer < 10000000; outer ++)

{

data2[outer] = outer;

}

printf("%d\n", GetTickCount() - m);

}

 

程序运行的结果为：94，62 

 

   这说明在循环中要进行相关的遍历、赋值操作，如果不是必须的话，最好可以做到只运行单层数据，如果数据量特别大的话，会节约大量CPU的时间。

   到这里本来对这段代码的分析已经结束了，可是无意中，我将鼠标放到了这个程序所在的文件夹，171M，这个程序所在的文件夹竟然171M ！这让我感到很震惊！我再看看生成exe文件，92M !不到100行的代码，没有嵌入任何资源，生成的程序达到了92M，这是让人不能忍受的。

   作为一个菜鸟，面对这样的问题，总是无法理解的。我再去认真分析这个程序，数据，还是这个数据太多了，让程序体积如此庞大。问题出现在

int data1[10000000] = ｛0，1｝;

int data2[10000000] = ｛0，1｝;

这两条语句，这样定义了2个数组并进行了初始化，消耗了大量的内存，在全局变量区生成了大量的数据，导致程序体积如此庞大。要解决这个问题，我想到的方法是将数据放到loop_layer_test函数中，这样在调用完loop_layer_tes函数后，会释放掉这些生成的大量数据，程序的体积自然也就下来了。

   按照这样的思路，我将

int data1[10000000] = ｛0，1｝;

int data2[10000000] = ｛0，1｝;

放入了loop_layer_test函数中，编译时没有问题，运行时发生如下错误：

   我忽略了一个基本事实，栈中数据量是不能超过2M的，这么多的数据放入函数中，会导致栈溢出。

   既然在栈中不能储存这90多M的数据，那就开辟一块堆内存吧，在堆中对数据大小原则上是没有限制的。于是，将以上数组的定义和赋值改为动态分配：

int *data1 = (int*)malloc(sizeof(int[10000000]));

int *data2 = (int*)malloc(sizeof(int[10000000]));

程序的其他部分不需要作任何修改，只需在结尾加上：

free(data1);

free(data2);

语句，释放掉申请的内存。至此，对程序的改造算是完成了。编译运行都没有问题，再去看看生成了exe文件，只有168k。这才是一个正常的程序。

  后来我在看之前写的那个全局变量的代码，发现在全局变量区只是声明而不不为数组分配内存，也就是将代码改成如下形式：

int data1[10000000] ;

int data2[10000000] ;

也是可以大大缩小程序体积的，这样程序也只有100多k。

   通过这个demo，总结以下几点：

（1）尽可能在循环的时候只运行本层的数据，单层的循环有利于节省CPU的运行时间；

（2）如果不是必须的话，尽可能少使用全局变量。如果要定义全局变量，也最好不要分配内存；

（3）程序的大小是在main函数return那一刻敲定的，return时内存中有多少数据将直接决定程序的大小；

（4）栈中不能放大量数据，会产生栈溢出异常。

PS：第一次写技术类文章，叙述难免含糊。本人菜鸟一个，如理解有误，欢迎指正！