23、优化 CPU 周期：编程技巧与策略

优化 CPU 周期：编程技巧与策略

在编程领域，优化 CPU 周期是提升程序性能的关键。本文将深入探讨一系列优化技巧，包括程序控制循环优化、内存管理优化以及输入/输出优化等方面，旨在帮助开发者编写更高效的代码。

1. 程序控制循环优化

程序中的循环是性能优化的重要切入点，因为循环内的操作可能会被重复执行数千次，一个小的改动就可能带来显著的性能提升。

1.1 循环不变式

循环不变式是指不依赖于循环变量或其副作用的表达式，可以将其移到循环外部以提高效率。例如，在使用傅里叶级数近似模拟方波的代码中：

#include<math.h>
#define PI 3.141592653589793238462643383279
double FourierSquareWave(double value, long limit, double halflength) {
    long i;
    double sum = 0.0;
    double n;
    for (i = 1; i < limit; i = i + 2) {
        n = (double)i;
        sum = sum + ((4 / PI) * ((1 / n) * (sin((n * value * PI) / halflength))));
    }
    return(sum);
}

可以将两个不变式 4 / PI 和 value * PI 移到循环外部：

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