初級優化篇

說到優化，很多人又不屑一顧了，“現在計算機速度都那么快了，再快那么百分之幾有什么意義啊”。這么說確實有些道理，現在的編譯器編譯后的結果已經是充分優化過了，除了圖形圖像多媒體等特定軟件的開發外、多數情況下刻意的優化確實沒必要，但是如果開發人員在編寫代碼的時候已經具有了優化意識，在完成優化的同時，又能保證了甚至提升開發效率，何樂而不為呢？

當然，算法的設計都是優化的核心，絕大多數情況下，程序的執行效率高低主要由開發人員對程序整體把握，算法的設計等來決定！但有時候針對細節的優化也是有一定意義的！

而且這種優化在很多情況下也并不需要直接通過匯編來寫代碼實現，但這種情況下卻也能體現出掌握匯編知識的優越性！

如下面兩個函數：

function GetBit(i: Cardinal; n: Cardinal): Boolean;
begin
  Result := Boolean((i shr n) and 1);
end;

function GetBit(i: Cardinal; n: Cardinal): Boolean;
begin
  Result := Boolean((1 shl n) and i);
end;

對應的匯編代碼:

MOV ECX, EDX
SHR EAX, CL
AND EAX, $01

MOV ECX, EDX
MOV EDX, $01
SHL EDX, CL
AND EAX, EDX

它們的作用一樣，都是取i某位的值，為1返回True，0返回False！

表面上看可能都會認為兩個函數的執行效率一樣，實際上還是有區別的，第一段程序是的移位操作是對i進行的，按照Delphi中默認的調用約定register，此時的i的值是存在寄存器EAX中，移位操作可直接完成；而第二段程序則不同，要對立即數1完成移位操作，必須先將其傳送到寄存器，由此也就必然多出一條指令！當然也不是所有情況下，指令少就一定比指令多要快，具體執行時還要考慮指令執行的時鐘周期和指令的配對等問題（后面再介紹些），獨立出來也說明不了問題，只有在具體代碼環境中才好作比較。

一般情況下這種效率上的執行差異實在是太微不足道了，但在編程期間時刻保持著優化的意識絕不是件壞事！如果此類代碼位于循環的最里層，N個時鐘周期經過大量循環的累積，產生的執行效率差異也可能變的很大！

上面只是個很小的例子，由此可以看出在開發中如果能站在匯編的角度思考一些問題，能在保證開發效率的同時用高級語言編寫出更有效率的細節代碼！但還有很多時候，細節優化還要用使用嵌入匯編代碼來完成，而且有些時候由于嵌入匯編代碼應用，還能使代碼編寫變得更有效率。

如需要將一個32位數的字節順序顛倒，在Delphi中，完全用高級語言實現怎么做？用移位可以，多次調用內建函數Swap也可以，但是如果想到一條BSWAP指令，這一切變得很簡單。

function SwapLong(Value: Cardinal): Cardinal;
asm
  BSWAP EAX
end;

注：同上，Value的值是存在寄存器EAX中，而32位數的值也通過EAX返回，所以只需要一句即可。

當然多數的嵌入匯編優化沒有這么簡單，不過通過大學里所學的那一點點匯編知識也很難做到更深入的優化，也只能通過不斷的積累，對比編譯后的匯編代碼獲取經驗！好在多數情況下，細節優化并不是程序設計的主體。

但如果所開發程序涉及到圖形圖像多媒體等方面，還是有必要進行更深入的優化的！好在不管是浮點指令的優化還是應用MMX、SSE、3DNow等完成優化，Delphi6都能提供良好的支持。即使是想早期版本的Delphi支持這些CPU擴展指令集或者想要支持以后新的CPU指令集，利用Delphi在嵌入匯編中所支持的DB、DW、DD、DQ等四條匯編指令（在Borland的Delphi6官方語言手冊里只說支持DB、DW、DD）插入相關指令的數值表示也能靈活的實現。

如：

DW $A20F //CPUID

DW $770F //EMMS
DB $0F, $6F, $C1 //MOVQ MM0, MM1

了解指令只是基礎，在圍繞FPU，MMX，SSE設計完算法后，想更深一步的進行優化，還必須了解一些CPU本身的技術特性。

先看看下面兩段代碼：

asm
  ADD [a], ECX
  ADD [b], EDX
end

asm
  MOV EAX, [a]
  MOV EBX, [b]
  ADD EAX, ECX
  ADD EBX, EDX
  MOV [a], EAX
  MOV [b], EBX
end

第二個效率高？錯了，如上面說的，指令少不意味著執行效率高，查查相關資料可知，第一段代碼的兩條指令執行的時鐘周期為3（每條指令都需要完成讀、改、寫三步），第二段代碼中的6條指令執行的時鐘周期都為1。那么說兩段代碼效率一樣？又錯了，實際上第二段代碼執行效率比第一段代碼要高！為什么？因為奔騰級以后的CPU都有兩條流水線來執行指令，所以當相鄰的兩條指令能夠完成配對，那么它們就能夠同時執行！具體到上面的兩段代碼來說具體原因又是什么呢？

第一段代碼中的兩條指令雖然可以完成配對，但需要的總執行時鐘周期為5而不是3，而第二段代碼的六條指令可以兩兩之間并行執行，所以也就導致了這個結果。

說到這里，都是些很淺顯的例子，本身給不了大家太多的幫助。如果真的想優化特定程序，還是找些FPU，MMX優化的專題文章看看，或者找來技術手冊好好專研專研“亂序執行”和“分枝預測”等技術。只希望各位在上大學的朋友們不要只專注于那些“能賺錢”的開發工具和時髦的新技術，能把更多的時間花在打基礎上，有了扎實的基礎才能快速掌握新知識、才能用更快的時間掌握新的開發工具、才能...（省略一千字）。

不過話又說回來，知識還是要用來解決實際問題的，如果每天就只在技術細節上做文章，也許能成為一個出色的黑客，但絕對開發不出一流的軟件。所以還是要以創造價值為根本目的。所以...不說了，再說下去就真不像技術文章了。^_^

附：程序優化除了考慮執行效率以外，當然也要考慮體積的問題（體積小才能更快的載入內存，更快的完成指令譯碼等工作），比如清空EAX寄存器都是用SUB EAX, EAX或XOR EAX, EAX而不會用MOV EAX, $0，雖然它們的執行時鐘周期都是1，但前者的指令長度（2字節）明顯比后者（5字節）短。但因為上面說的都是些細節，所以沒提到體積的問題。更多的縮小體積的問題還是交給編譯器去解決吧，在編寫嵌入ASM代碼的同時稍微注意一下就可以了。