20190919-3 效能分析

作业要求参见[https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/2019fall/homework/7628]

 

• 要求0 以 战争与和平 作为输入文件，重读向由文件系统读入。连续三次运行，给出每次消耗时间、CPU参数。

运行方法

ptime wf -s < war_and_peace.txt

第一次运行：

第二次运行：

第三次运行：

CPU参数：Intel(R) Core(TM) i3-8145U CPU @ 2.10GHz 2.30 GHz

第三次运行时间：4.164s

第三次运行时间：5.202s

第三次运行时间：4.167s

平均运行时间：4.511s

 

• 要求1 给出你猜测程序的瓶颈。

功能4在进行词频统计时，首先对文件中的字符逐个读取，然后根据特殊符号和空格，将这些字符逐个切分成单词，并在结构体数组中查找单词是否存在并按规则计数，最后对结构体数组按单词频率排序。由此分析，此程序主要在查找单词和排序单词两方面比较耗时。而在排序方面，使用的是C语言编译器函数库自带的快速排序函数qsort，因此在优化方面，我并不能保证做到更好。于是查找单词模块，成了我的重点猜测对象。

//顺序查找法
for (t = 0; t < count; t++)
{
    if (strcmp((words + t)->words, temp) == 0)
    {
        (words + t)->frequent++;
        break;
    }
}
if (t == count)
{
    (words + count)->frequent = 1;
    strcpy((words + count)->words, temp);
    count++;
}

 

• 要求2 通过 profile 找出程序的瓶颈。

 由此可见在执行过程中，最花费时间的三个函数按照从长到短，依次为strcmp、fgetchar、tolower，而其中strcmp主要集中在顺序查找时的比较上，因此可以断定，此项目瓶颈就在于查找上。

 

• 要求3 根据瓶颈，"尽力而为"地优化程序性能。

由于本人查找顺序表用的算法是顺序查找，因此先想到用折半查找法，但考虑到文本读取的时候，记录单词的结构体数组基本无序，因此按照理论来讲，折半查找也不会明显改善查找效率。即便是这样，在没有更好的方案的前提下，个人还是尝试用折半查找去改善查找效率。

int low, high, mid;
low = 0;
high = count;
if (count == 0)
{
    (words + count)->frequent = 1;
    count++;
}
while (low <= high)
{
    mid = (low + high) / 2;
    if (strcmp((words + mid)->words, temp) == 0)
    {
        (words + t)->frequent++;
        break;
    }
    if (strcmp((words + mid)->words, temp) > 0)
        high = mid - 1;
    if (strcmp((words + mid)->words, temp) < 0)
        low = mid + 1;
}
if (low > high)
{
    (words + count)->frequent = 1;
    count++;
}

 

• 要求4 再次 profile，给出在 要求1 中的最花费时间的3个函数此时的花费。要求包括截图。

 

 此次运行profile中可以看出，最花费时间的三个函数按照从长到短，依次为strcmp、fgetchar、qsort，而strcmp占比不但没有减小，反而略有增加，总体上来说，此次优化并不成功。

 

• 要求5 程序运行时间。

附上本人代码wf.exe程序git地址，供老师测试[https://e.coding.net/secret/ASETest1.git]