C程序性能优化

C程序性能优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:片山善夫
出品人:
页数:139
译者:何本华 居福国
出版时间:2013-1-1
价格:29.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115300003
丛书系列:图灵程序设计丛书·C/C++系列
图书标签:
  • C
  • 性能优化
  • 编程
  • 编程优化
  • C/C++
  • 程序设计
  • 日本
  • 计算机科学
  • C语言
  • 性能优化
  • 编程
  • 效率
  • 算法
  • 内存管理
  • 编译器
  • 多线程
  • 代码优化
  • 系统编程
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

本书作者精通C程序性能优化,具有近二十年的C语言编译器和解释器开发经验,还为实时图像处理专用芯片开发过C编译器。

作者从CPU与编译器的运行机制讲起,带领读者一步步了解程序的执行成本、编译器的优化选项等,总结出许多C程序性能优化的技巧,并将这些技巧通过实验的方式进行讲解,简明易懂,使人印象深刻。书中带有大量的代码实例,使读者不仅能够了解代码优化的原理,还能够轻松地在实践中加以应用。

《C程序性能优化》的诞生,源于我们对软件效率不懈的追求。在当今计算能力飞速发展的同时,如何充分挖掘硬件潜能,让程序运行得更快、更省资源,始终是开发者面临的核心挑战。本书并非一套冰冷的理论手册,而是汇集了大量实战经验和精妙技巧,旨在为你揭示C语言程序性能优化的深层奥秘。 我们深知,一个优化得当的程序,不仅能显著提升用户体验,更能降低运营成本,尤其是在资源受限或需要大规模并发处理的场景下,其价值不言而喻。本书将带你从根源上理解性能瓶颈是如何产生的,并提供一套系统性的分析和改进方法。 本书内容涵盖以下核心领域: 第一部分:理解性能的基石 硬件架构与C语言的交织: 我们将深入探讨现代处理器的工作原理,包括指令流水线、缓存层次(L1, L2, L3)、分支预测、乱序执行等。理解这些底层机制,是进行有效优化的前提。你将学会如何编写能够充分利用这些硬件特性的C代码。 编译器优化: 编译器是代码优化的第一道防线。我们将详细解析不同编译器的优化级别及其工作方式,如循环展开、函数内联、死代码消除、常量折叠等。同时,你会了解到如何通过编译器选项来指导优化,以及如何解读编译器生成的汇编代码,从而洞察优化的具体效果。 内存模型与访问模式: 内存访问的效率直接影响程序的速度。本书将深入剖析C语言中的内存模型,包括栈、堆、全局变量的存储特点。更重要的是,我们将重点讲解数据局部性(data locality)的概念,包括缓存行(cache line)、伪共享(false sharing)等问题,并教授你如何通过改进数据结构和访问模式来最大化缓存命中率。 第二部分:代码层面的性能调优 算法与数据结构的审慎选择: 尽管本书专注于C语言层面,但我们不会忽视基础的重要性。我们将回顾一些常见算法和数据结构的时间与空间复杂度,并讨论在不同场景下,哪种选择能带来更显著的性能提升。这部分内容将与后续的C语言实现技巧紧密结合。 高效的循环与迭代: 循环是程序中的性能热点。本书将详细介绍各种优化循环的技术,如减少循环体内的计算、循环展开(loop unrolling)、循环惕(loop unswitching)、数组的访问顺序优化以提高缓存命中率等。 函数调用与内联: 函数调用虽然提高了代码的可读性和模块化,但也会带来一定的开销。我们将探讨何时应该考虑内联函数,如何利用编译器内联,以及一些手动实现内联以避免函数调用开销的技巧。 位运算与整数优化: 对于某些特定任务,巧妙的位运算可以极大地简化计算并提升速度。本书将介绍一系列常用的位运算技巧,以及整数运算的一些优化方法,例如利用算术移位代替除法,利用乘法代替位移等。 字符串处理的艺术: 字符串操作是许多应用程序的常见瓶颈。我们将分析标准库函数 `strlen`, `strcpy`, `strcat` 等的性能特点,并介绍更高效的自定义实现或利用底层库函数(如 `memcpy`)来加速字符串处理。 I/O 操作的提速之道: 文件I/O和网络I/O的性能至关重要。本书将讲解缓冲I/O的原理,如何通过调整缓冲区大小来优化读写效率,以及避免频繁的小规模I/O操作。 第三部分:高级优化技术与工具 并行与并发编程: 在多核处理器日益普及的今天,并行化是释放性能的关键。本书将介绍多线程编程(如Pthreads)和进程间通信的基本概念,以及如何在C语言中实现简单的并行任务。我们将重点关注数据共享、同步机制(如互斥锁、信号量)带来的性能影响,以及如何避免竞态条件(race conditions)。 SIMD指令集与向量化: 单指令多数据(SIMD)指令允许处理器一次性处理多个数据。本书将介绍SIMD的基本原理,以及如何在C语言中利用特定的intrinsics函数或依赖编译器自动向量化来加速计算密集型任务。 性能分析工具详解: 理论优化终究需要实践检验。本书将详细介绍业界主流的性能分析工具,如 `gprof`、`perf`、`Valgrind`(特别是`callgrind`和`cachegrind`工具)、Intel VTune等。你将学会如何使用这些工具来定位程序的性能瓶颈,识别热点函数,分析缓存未命中和内存访问模式,从而有的放矢地进行优化。 嵌入式系统与特定平台优化: 对于嵌入式开发,资源往往极其有限。本书将探讨一些针对嵌入式环境的优化策略,如代码体积优化、低功耗优化、以及利用特定硬件加速器的技巧。 谁适合阅读本书? C语言开发者: 任何希望编写更高效、更具响应性的C语言程序的开发者。 性能敏感领域的从业者: 游戏开发、高性能计算、系统编程、嵌入式开发、音视频处理、图形图像处理等领域的工程师。 追求卓越的程序员: 希望深入理解程序与硬件交互,掌握底层优化技巧,从而在技术上更进一步的开发者。 本书的写作风格力求清晰易懂,辅以丰富的代码示例和详尽的分析。我们相信,通过阅读本书,你将不仅能够掌握一系列实用的C语言性能优化技巧,更能建立起一种“性能意识”,在未来的开发过程中,能够主动地识别和解决潜在的性能问题,写出令人惊叹的高效代码。

作者简介

片山善夫

具有近二十年的C语言编译器和解释器开发经验。现从事对SPARC、VisionChip等体系结构的研究。

目录信息

第1 章  CPU 与编译器概论
1.1  高速路与人行道  002
1.2  编译器是如何运作的  003
编译后的汇编语言程序  004
添加优化选项后的结果  007
1.3  CPU 是如何运作的  008
指令集架构与微架构  008
如何执行指令  009
指令流水线  011
高速缓存  012
深入探讨高速缓存  013
缓存块的替换算法  015
超标量指令执行  015
第1 章  是不是偏离了主题  017
第2 章  执行成本
2.1  两程序的执行成本 020
2.2  计·测·谋  020
书中的探讨  020
2.3  防止基准测试程序被优化  023
防止操作“归并”  023
防止变量在初始化时被优化  024
防止重复单一指令被优化  025
本书中的基准测试程序  026
2.4  验证——哪一步操作导致执行速度缓慢  029
2.5 基础加法与赋值运算  031
单一的赋值操作(寄存器间的传送)  032
单一的赋值操作(数据相互关联的情况)  032
常量赋值  033
变量间的加法运算  033
变量与常量相加  034
2.6  耗时的乘法运算  036
变量间的乘法运算  037
变量与常量相乘  037
2.7  更为耗时的除法运算  040
变量的除法(寄存器间的计算)  040
除数为2、4 的除法运算  042
除数不是2 的乘方的除法运算  042
无符号整数除法运算  042
除数为2 的乘方时除法运算使用低成本移位指令  043
2.8  内存读取  045
小数组的读取(小范围内的内存操作)  045
大数组的读取( 大范围内的内存操作)  047
与台式机的CPU进行比较  049
2.9  造成执行时间差别的判断语句  051
无else节点的if 语句  051
带else节点的if 语句  053
2.10  32/64 位环境中不同的函数调用  053
2.11  实验总结  055
若想被爱则先爱  055
第3 章  寻找性能瓶颈
3.1 使用gprof 命令进行分析  058
gprof的使用方法  058
3.2  哪个环节在消耗时间  058
获取库函数的评测信息  060
耗时的函数  062
显示库函数的调用次数  063
3.3  函数的调用关系  063
3.4  进行数据分析的原理  066
3.5  其他性能分析器  067
培养高水平人才的教育系统  068
第4 章  达人方法论
4.1  达人的关注点  072
硬件篇  072
编译器/ 中间件篇  074
算法篇  075
4.2  【硬件篇】数组和缓存的有效利用  076
矩阵的乘法运算  076
调整数组操作的顺序  077
展开循环的方式  078
矩阵的分块  079
4.3  【库函数篇】缓慢函数的迂回战术  080
strcmp 函数为何缓慢  080
优化的陷阱  081
4.4  【硬件篇】 使用SIMD 进行字符串对比  083
4.5  【库函数篇】对比各种输入输出方法  085
行输入函数的对比  085
输出方法  089
管道输入输出的特殊案例  091
管道输入输出与文件输入输出  092
4.6  【 算法篇】二分法查找与平衡二叉树  092
海量数据的分类  093
真要做到如此地步?  097
第5 章  进一步研究编译器
5.1  不同级别的优化选项  100
GCC 的优化选项  100
“零优化”对调试有效  100
以不出现未定义行为为前提的2 级以上优化选项  101
5.2  优化·寄存器·外部变量  102
5.3  删除公共子表达式为程序瘦身  104
5.4  指针与复杂运算简化  105
5.5  将用户函数进行内联展开  106
和别人拉开差距!  108
第6 章  给办公系统的一些启示
6.1  排序与字符串操作  112
6.2  小数点数的计算与字符串/ 数字的换算  112
块数据输入输出和字段分割  113
统计带小数部分的数  113
整数转换成字符串  115
性能优化的效果  116
6.3  半角字符转换为全角字符  117
判定字符的字节数  118
ASCII字符与半角片假名字符的判定  119
ASCII字符转换为全角字符  123
半角字符转换为全角字符  124
性能优化的效果  127
判定字符字节数的其他方法  127
有关UTF-8  130
6.4  探索具有某种数据特性的数组  132
数据的特性  133
二分法查找与线性查找相结合  135
性能优化的效果  138
后记  139
· · · · · · (收起)

读后感

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我一直觉得应该写好代码框架,可读可维护,再抠性能。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。 有些代码欠保护型处理,需要斟酌。部分关于cache的内...

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我一直觉得应该写好代码框架,可读可维护,再抠性能。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。 有些代码欠保护型处理,需要斟酌。部分关于cache的内...

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我一直觉得应该写好代码框架,可读可维护,再抠性能。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。 有些代码欠保护型处理,需要斟酌。部分关于cache的内...

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我一直觉得应该写好代码框架,可读可维护,再抠性能。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。 有些代码欠保护型处理,需要斟酌。部分关于cache的内...

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我一直觉得应该写好代码框架,可读可维护,再抠性能。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。 有些代码欠保护型处理,需要斟酌。部分关于cache的内...

用户评价

评分

我一直对如何让我的 C 代码跑得更快充满了好奇,尤其是在处理那些数据密集型或者计算量大的项目时。市面上关于 C 语言的书籍非常多,但很多都侧重于语法、数据结构或者操作系统层面的原理。《C程序性能优化》这本书,我抱着极大的期待去翻阅,希望它能给我带来一些切实可行的技巧和深入的理解。 打开这本书,我首先被它清爽的排版和清晰的章节划分吸引了。作者似乎花了心思去组织内容,让读者能够循序渐进地掌握那些复杂的优化概念。我比较喜欢的是它在介绍每个优化技术时,都会附带一些实际的 C 代码示例。这些示例往往不是那种脱离实际的理论模型,而是更贴近我们在实际开发中可能会遇到的场景。比如,关于缓存局部性的讨论,作者就通过一个简单的二维数组遍历的例子,生动地展示了不同访问顺序对性能的影响,并且给出了性能对比的数据。这让我能够直观地感受到理论知识是如何转化为实际效果的。

评分

对于一个像我这样,在实际项目开发中遇到性能瓶颈的开发者来说,这本书的内容无疑是雪中送炭。它不仅仅是告诉你“这样做更快”,而是深入地剖析了“为什么”这样做会更快。我特别欣赏作者在讲解编译器的优化选项时,那种抽丝剥茧的分析。很多时候,我们只是简单地加上 `-O2` 或 `-O3`,却不清楚这些选项背后到底做了什么。这本书则一一列举了常见的优化策略,比如循环展开、函数内联、死代码消除等等,并解释了编译器是如何识别并应用这些策略的。这让我感觉我不仅仅是在使用工具,而是真正理解了工具的工作原理,从而能够更明智地选择和配置编译选项。 更让我印象深刻的是,作者并没有止步于基础的编译器优化,而是将视野拓展到了更底层的硬件层面。对于 CPU 架构、指令集以及内存层次结构的讲解,虽然篇幅不算特别长,但却恰到好处地为理解后续的优化技巧打下了坚实的基础。我以前对这些概念可能有些模糊的认识,但通过书中的图示和解释,我才真正理解了为什么流水线、分支预测这些概念与 C 代码的执行效率息息相关。这让我觉得,这本书不仅仅是教你写 C 代码,更是在培养你成为一个更懂得硬件、更懂计算机底层运作的开发者。

评分

这本书最吸引我的地方,在于它不仅仅是枯燥的技术罗列,而是能够将复杂的 C 程序性能优化原理,以一种相对易于理解的方式呈现出来。作者在讲解过程中,大量运用了比喻和类比,让我能够快速抓住核心概念。比如,在解释缓存一致性的时候,作者用了“多个厨师共享一个菜谱”的比喻,这让我一下子就明白了不同 CPU 核心之间如何协调对共享数据的访问。 另外,书中关于算法和数据结构对性能影响的讨论,也给我带来了很多启发。很多时候,我们一味地去优化某个函数,却忽略了从源头上选择一个更高效的算法。这本书提醒我,有时候一个更精妙的数据结构或者算法,带来的性能提升远比对现有代码做微小改动要大得多。它鼓励我去思考,在解决问题时,是否还有更好的方式。这不仅仅是关于 C 程序的性能,更是关于如何成为一个更优秀的程序员。

评分

这本书的结构设计非常合理,内容层次分明,让我在阅读时能够清晰地把握知识脉络。从最基础的编译器优化到更高级的硬件层面原理,再到算法和数据结构的选择,每一个环节都衔接得非常自然。我尤其喜欢书中关于性能分析工具的介绍,比如 `gprof` 和 `perf`。作者详细解释了如何使用这些工具来定位程序的性能瓶颈,并且如何根据分析结果来指导优化方向。这让我感觉我拥有了一套完整的“诊断”和“治疗” C 程序性能问题的工具箱。 此外,书中还涉及了一些更前沿的优化技术,比如 SIMD 指令的应用。虽然这部分内容可能对初学者来说有些挑战,但作者用深入浅出的方式进行了解释,并给出了相应的代码示例。这让我看到了 C 程序性能优化的无限可能性,并且激励我去进一步探索这些强大的技术。这本书让我觉得,性能优化不仅仅是“把代码写得小一点”,而是一门涉及多方面知识的系统工程。

评分

我在阅读的过程中,最大的感受就是这本书的实用性。它不像一些纯理论的书籍那样,读完之后感觉离实际应用还有十万八千里。这本书的每一章都紧密联系着如何改进 C 程序的性能。例如,在讲到内存管理的时候,作者并没有仅仅停留在 `malloc` 和 `free` 的概念上,而是深入地探讨了内存分配器的选择、内存对齐的重要性,以及如何通过数据结构的设计来减少内存碎片。这些都是在实际项目中非常容易被忽视,但却对性能有着决定性影响的细节。 让我尤其受启发的,是关于并行计算和多线程优化的部分。在如今多核处理器遍地的时代,如何充分利用多核资源是提升性能的关键。这本书没有回避这个复杂的话题,而是从基础的线程同步、锁机制,到更高级的原子操作、无锁数据结构,都进行了清晰的阐述。并且,它还提供了一些实用的策略,比如如何识别代码中的并行化机会,以及如何避免常见的并行化陷阱,如数据竞争和死锁。这对我来说,是解决当前项目瓶颈的直接指导。

评分

饭后甜点,有点腻

评分

非技术翻译,内容过关

评分

应领导要求看了该书,领悟了一些东西,虽然有些方法不是很同意。我们的目标应该是,用面向过程的高效语言(C),实现面向对象的思想,达到程序架构合理并高效的最终目标。

评分

排版还可以,内容一般(我在克制),看过《计算量化研究》的可以无视这本书。三星只是鼓励人邮的排版再接再厉!值得表扬

评分

首先介绍操作系统和编译器的一些基本支持。然后针对几个问题做出具体的优化。是一个简易的优化操作。只能说是一个开始吧。比较简单。

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有