插入排序 代码分析

首先看如下的程序;

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int buff[99999999];
int count = 0;

void swap(int i, int j){
        int t = buff[i];
        buff[i] = buff[j];
        buff[j] = t;
}

int main(){
        FILE* fp = fopen("sort_set", "r");
        while(fscanf(fp,"%d", &buff[count++])!=EOF && count <50000);
        fclose(fp);

        int i=0;
        int j=0;
        for(i=1;i<50000;i++){
                for(j=i;j>0&&buff[j-1]>buff[j]; j--){
                        swap(j-1, j);
                        //int t = buff[j-1];
                        //buff[j-1] = buff[j];
                        //buff[j] = t;
                }
        }
}

文件sort_set中保存了99999999个随机的整数，作为排序算法的测试集；

排序程序对测试集中的5万个整数进行排序。

（1）采用swap函数的运行时间以及通过内联方式运行所需的时间

real	0m6.154s
user	0m6.136s
sys	0m0.008s

real	0m4.155s
user	0m4.140s
sys	0m0.004s

由于swap函数处在最内层循环，由于函数调用导致的开销占据了运行时间的很大部分。

通过gprof分析，可以发现swap函数被调用的次数

Flat profile:

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total
 time   seconds   seconds    calls  ns/call  ns/call  name
 55.95      3.60     3.60                             main
 41.20      6.25     2.65 625771697     4.23     4.23  swap
  3.77      6.49     0.24                             frame_dummy

			Call graph

granularity: each sample hit covers 2 byte(s) for 0.15% of 6.49 seconds

index % time    self  children    called     name
                                                 <spontaneous>
[1]     96.3    3.60    2.65                 main [1]
                2.65    0.00 625771697/625771697     swap [2]
-----------------------------------------------
                2.65    0.00 625771697/625771697     main [1]
[2]     40.8    2.65    0.00 625771697         swap [2]
-----------------------------------------------
                                                 <spontaneous>
[3]      3.7    0.24    0.00                 frame_dummy [3]
-----------------------------------------------

Index by function name

   [3] frame_dummy             [1] main                    [2] swap

题外话，gprof是如何获取到程序运行的profile信息的，以及结果中frame_dummy是个什么东东？？

系统在运行main函数之前，其实做了好多的工作，其中就包括调用gmon_start例程，该例程会统计程序的运行情况。frame_dummy用于传入elf文件中的.eh_frame和.bss，并对其注册。

（2）通过消除函数调用以及从新频繁执行的语句，将程序优化为:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int buff[99999999];
int count = 0;

int main(){
        FILE* fp = fopen("sort_set", "r");
        while(fscanf(fp,"%d", &buff[count++])!=EOF && count <50000);
        fclose(fp);

        int i=0;
        int j=0;
        for(i=1;i<50000;i++){
                int t = buff[i];
                for(j=i;j>0&&buff[j-1]>buff[j]; j--){
                        buff[j] = buff[j-1];
                        buff[j-1] = t;
                }
        }
}

real	0m3.520s
user	0m3.512s
sys	0m0.000s