【实验2】编译器级别的代码优化对比实验（C#）

最新推荐文章于 2023-08-24 22:04:53 发布

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#编译 #C# #反汇编 #代码优化

本文通过实验对比了C#在Visual Studio 2015中Debug和Release模式下的代码优化效果，分析了编译器对变量优化、try-catch处理、跳转简化、临时变量消除等方面的影响。实验表明，Release模式下的代码更紧凑，运行效率更高。此外，还探讨了for循环中使用++和--的效率差异，发现--在某些情况下可能更具优势。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前言

在折腾完win10下载Win-TC用不了、先痛苦后享受地做完C#版后，发现实验要求里是有Win-TC附件链接的。不过试了实验室win7系统虽然可以运行，但是生成的asm文件我怎么都没找到，就算了，虽然方向2还想用Win-TC做呢。

本实验实现了方向1、3。另外，由于整个篇幅太长，实验3只给出了设计，完整的可以查完文档。文末给出了C#反汇编的il文件的参考链接。

完整文档及源码可以点击下载：this。

关于实验对比方向

方向1-相同编译器下不同优化参数（相同源代码，采用不同的优化参数）的性能对比
方向2-不同编译器下相同源代码（例如采用C语言用WinTC和gcc对比；或者C#下采用不同的.NET Framework版本2.0和4.0（版本差最好拉大一点））的性能对比
方向3-相同编译器下相同编译参数，不同的源代码写法（源代码结果一样，但实现不同，例如递归和通常的实现等）的对比

关于编译优化

代码编译优化，文末有参考的博文链接，其实老师上课讲的ppt也很清晰。

Debug与Release二者的详细区分：

Debug：Debug通常称为调试版本，通过一系列编译选项的配合，编译的结果通常包含调试信息，而且不做任何优化，以为开发人员提供强大的应用程序调试能力。
Release：Release通常称为发布版本，是为用户使用的，一般客户不允许在发布版本上进行调试。所以不保存调试信息，同时，它往往进行了各种优化，以期达到代码最小和速度最优。为用户的使用提供便利。

VS中可以选择优化参数，如下：

汇编原理：编译器对变量的存取速度，寄存器快于内存，最慢是硬盘。（寄存器＞内存＞硬盘）

相对复杂的工作流程产生了更多的时延，累计起来就比寄存器慢很多，为了提高执行效率，编译器会对有必要优化的变量做访问方式上的处理，这就是编译器对变量的优化。

多数情况下，变量是存放在内存而非寄存器中的，这样对变量的存取效率很低。对于频繁使用的变量，编译器自动地把变量mov到寄存器里，使用的时候直接访问寄存器里的值，以加快存取速度，这就是寄存器对变量的优化。

1、实验目的

在编程语言中，对比不同编程风格的代码写法，或者通过使用不同的编译器和编译优化参数，通过编译器生成汇编代码，静态分析所生成汇编代码的运行效率。

2、实验平台、工具

在Windows平台下，采用visual studio 2015开发工具编写C#程序，并通过VS中引入Microsoft自带的外部工具ildasm反汇编生成il文件。然后使用UltraCompare工具来比较汇编文件的异同（win-TC在win10 64位下无法正常运行）。

3、实验设计

方向1. 相同编译器下不同优化参数的性能对比（相同源代码，采用不同的优化参数）

在VS2015中，编写代码test1如下，使用Debug和Release编译并用ildasm生成对应的汇编代码，再对比分析。

        /// <summary>
        /// 相同编译器下不同优化参数的性能对比
        /// </summary>
        /// 
        /// -> Debug和Release编译
        /// -> 对比il文件
        public static void test1()
        {
            /// 0.空指令删除--> 很明显，代码中没有了nop字段，程序更加紧凑了。


            /// 1.冗余优化-->未使用的变量
            Console.WriteLine("->exp1: not use x=27");