GCC编译器代码优化

　　代码优化是指编译器通过分析源代码，找出其中尚未达到最优的部分，然后对其重新进行组合，目的是改善程序的执行性能。GCC提供的代码优化功能非常强大，它通过编译选项-On来控制优化代码的生成，其中n是一个代表优化级别的整数，比较典型的范围是从0变化到2或3。

　　编译时使用选项-O可以告诉GCC同时减小目标代码的长度和执行时间，其效果等价于-O1。选项-O2告诉GCC除了完成-O1级别的优化之外，同时还要进行一些额外的调整工作，如处理器指令调度等。选项-O3则除了完成-O2级别的优化之外，还包括循环展开和其他一些与处理器特性相关的优化工作。通常来说，数字越大优化的等级越高，同时也意味着程序的运行速度越快。许多程序员喜欢使用-O2选项，因为它在优化长度、编译时间和代码大小之间取得了一个比较理想的平衡点。

　　下面对程序optimize.c进行代码优化演示。

 1 #include<stdio.h>
 2 
 3 int main(void)
 4 {
 5     double counter;
 6     double result;
 7     double temp;
 8 
 9     for(counter = 0; counter < 2000.0*2000.0*2000.0/20.0+2020; counter += (5-1)/4)
10     {
11         temp = counter / 1979;
12         result = counter;
13     }
14     
15     printf("Result is %lf\n", result);
16     
17     return 0;
18 }

(1) 不加任何优化选项进行编译：

gcc -Wall optimize.c -o optimize

(2) 借助Linux提供的time命令，统计出改程序在运行时所需的时间：

time ./optimize

Result is 400002019.000000

real 0m6.261s

user 0m6.250s

sys 0m0.000s

(3) 使用优化选项来对代码进行优化处理：

gcc -Wall -O optimize.c -o optimize

(4) 同样条件下再测试一下运行时间：

time ./optimize

Result is 400002019.000000

real 0m1.964s

user 0m1.960s

sys 0m0.000s

　　对比两次结果不难看出，程序的性能得到了很大幅度的改善，由原来的6s缩短到1s。尽管GCC代码优化功能很强大，但还是要力求能手工编写出高质量的代码。如果写的代码简短，并且逻辑性强，编译器就不会做更多的工作，甚至根本不用进行优化。优化虽然能给程序带来更好的执行性能，但在一些场合中应避免优化代码：

• 程序开发时    优化等级越高，消耗在编译上的时间越长，因此在开发时最好不要使用优化选项，只有到软件发行或开发结束的时候才考虑对最终生成的代码进行优化。
• 资源受限时    一些优化选项会增加可执行代码的体积，如果程序在运行时能够申请到的内存资源非常紧张（如一些实时嵌入式设备），那就不要对代码进行优化，因为由这带来的负面影响可能会产生非常严重的后果。
• 跟踪调试时    在对代码进行优化时，某些代码可能会被删除或改写，或者为了取得更加的性能而进行重组，从而使跟踪和调试变得异常困难。