编译原理学习笔记（十二）代码优化
代码优化
以老师PPT为标准，借鉴部分教材内容，AlvinZH学习笔记。
概述
.1. 目的：提高目标代码运行效率。时间效率（减少运行时间）；空间效率（减少内存容量）。
原则：进行优化必须严格遵循“不能改变原有程序语义”原则。
2. 优化的分类
从优化的层次，与机器是否有关，分为：独立于机器的优化、与机器有关的优化。
从优化涉及的范围，又分为：局部优化、循环优化、全局优化。
3. 满足以下三个条件的程序段，称为基本块：
- 只有一个入口和一个出口，且语句为顺序执行的程序段。
- 它使得所有转向该基本块的入口都是该基本块的第一条语句。
- 如果块中任一语句被执行，则该块内的所有语句也将被执行（无分支），且执行次数一样（无循环）。
基本块划分问题
（1）确定入口语句
- 语句序列第一句为入口语句；
- 任何可以由条件/无条件跳转而转移到的第一条语句为入口语句；
- 紧跟在跳转语句之后的第一条语句为入口语句；
（2）每个入口语句直到下一个入口语句或程序结束，之间的语句属于同一个基本快。
优化基本方法
1. 利用代数性质（代数变换）
- 编译时完成常数表达式的计算，如a:=5+6+x变成a:=11+x。
- 数组下标引用时，下标偏移可在编译时预先做好。
- 运算强度减弱，如x*8变成x<<3。
2. 复写（copy）传播：如 x:=y 这样的赋值语句，二者值相同，有些情况可以用y代替x编译。其实就是将多语句简化，减少值的传播过程。
3. 删除公共达式：具有相同值的子表达式在两个以上地方出现时，称它为公共子表达式。可以将之删除至一次，将多次计算变为一次。
4. 删除冗余代码：冗余代码就是毫无实际意义的代码，又称死代码 (deadcode)或无用代码(useless code)。永远不会执行的代码。
5. 循环优化
- 循环不变式的代码外提：提取出循环过程中不随循环控制变量改变的表达式至循环之外，从而减少计算次数，也称频度削弱。
- 循环展开：将循环展开减少执行语句数量，以空间换时间。
- 归纳变量的优化和条件判断的替换
- 其他循环优化方法：把多重嵌套的循环变成单层循环；把 n 个相同形式的循环合成一个循环等。
6. in_line展开：把过程（或函数）调用改为in_line展开可节省许多处理过程（函数）调用所花费的开销。省去了函数调用时参数压栈，保存返回地址等指令。这也仅仅限于简单的函数。
7. 其他方法，如控制流方法。
引用说明
- 邵老师课堂PDF
- 《编译原理级编译程序构造》
