【C++】编程规范之性能优化

性能优化流程

1. 找到性能热点代码
   在进行性能优化之前，首先需要确定哪些部分是代码的性能热点。可以使用性能分析工具（如 simpleperf）生成火焰图，识别程序中的瓶颈。

2. 确定性能问题、原因和优化方案
   通过分析火焰图，确定性能问题的具体位置和原因。性能问题可能来自算法设计不合理、代码流程不够高效，或者资源（如计算资源或IO资源）未被充分利用。根据问题的具体情况，提出相应的优化方案。

3. 解决问题
   根据确定的优化方案，对代码进行修改和优化，以提高性能。

遵循优化规则

1. 使用更低比特的位宽
   在适当的情况下，可以考虑使用更低比特的数据类型来节省内存空间和提高计算效率，但要确保不会损失精度。

// 示例：使用 uint8_t 代替 int，节省内存空间
uint8_t num = 10;

2. Cache 友好的内存存取方式
   尽量利用 Cache 以提高内存访问效率，可以通过顺序访问数组、结构体内存布局优化等方式实现。

// 示例：优化数组遍历顺序以提高 Cache 命中率
for (int i = 0; i < size; ++i) {
   
   
    // 顺序访问数组元素
}

两个关键概念：
时间局部性：指程序中的某个数据项在一段时间内可能被多次使用。例如，在一个循环中反复访问相同的数组元素。
空间局部性：指程序中的某个数据项在一段时间内可能被多次使用其附近的数据。例如，数组元素的访问往往是顺序的或近乎顺序的。

考虑以下两种访问二维数组的方式：

// 不友好的访问方式
int array[N][N];
for (int i = 0; i < N; ++i) {
   
   
    for (int j = 0; j < N; ++j) {
   
   
        // 访问数组元素
        array[i][j] = i + j;
    }
}

// 友好的访问方式
int array[N][N];
for (int i = 0; i < N; ++i) {
   
   
    for (