为什么我的 C 代码运行缓慢？

Question

我用 C 语言编写了一些代码，我很惊讶地发现执行时间比我预期的要长。我想知道哪些操作成本高昂以及如何摆脱它们。

我使用赋值语句、条件（嵌套）、循环、函数调用和回调。

对于常见的 C 性能缺陷，有哪些好的参考资料？

我可以使用一个好的分析器吗？

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谢谢大家

感谢您的所有意见。你是绝对正确的：算法可以（极大地）减慢速度。尽管通过编码实践可以实现一点性能提升 - 我 100% 相信只有错误的算法才能大大减慢速度。

事实上：我正在研究 RB 树并按升序插入节点。它花费了大量时间（与 Binary Search Tree (Skewed) 一样糟糕）。在征求您的意见后，我检查了我在平衡方面犯了错误的算法，这使树倾斜（倾斜）。我更正了。

再次感谢您的建议。

Answer 1

您的性能问题可能更多地与您实现的算法有关，而不是与您使用的操作有关。

发布代码可能会有用。告诉我们您正在尝试做的事情以及您正在使用的算法也会有所帮助。事实上，您的问题没有提供足够的信息让任何人为您提供有用的答案。

其他人推荐了 gprof - 如果您有兴趣分析您的代码，我支持它。我以前也用过VTune，很喜欢。但首先要确保您了解您的代码及其作用，并且您正在实施的算法在处理您希望它处理的数据大小时是高效的。

顺便说一句，使用 C 并不意味着您的代码会自动运行得更快。 I/O 绑定代码通常不会看到性能改进。 UI 繁重的代码可能不会从使用低级语言中受益。通常，C 是一种更好的实现语言，您需要低级别访问，与硬件或低级别操作系统服务交互时，或者如果您有非常具体和严格的性能要求，而高级垃圾收集语言很难满足这些要求.或者如果你碰巧喜欢 C，但这显然是一个主观问题。

Answer 2

这是一个老生常谈的话题。

性能分析是一种选择，但如果您有调试器，则有一些老式技术效果惊人：

• 如果不需要一整天，请单步执行代码。我保证，如果它在做任何它并不真正需要的事情，你会得到一个很好的主意。

• 如果这需要太长时间，只需给它足够的数据，或者让程序在顶层重复自己，这样它就可以运行很长时间，至少几秒钟。在它运行时，手动中断它并记下它在做什么以及为什么。这样做几次。保证，您将获得与单步执行相同的洞察力。

不要做大多数人会做的事。大多数人所做的是1）勇敢地谈论分析，然后2）猜测问题是什么并解决它。如果您四处寻找“快速操作”，那么您就错过了重点。在您通过上述调查之一证明它是什么之前，您永远不会解决正确的问题。

explained on WikiHow

a good explanation on SO

Answer 3

不要浪费时间尝试寻找“昂贵”的操作。 C 中几乎没有，当然，除了库。

相反，请尝试估计您执行代码的每个部分的次数。例如，假设您将文件的每一行与另一个文件的每一行进行比较。如果每个文件有大约百分之一的行，您将进行大约一万次比较。没什么好担心的...但是如果您从文件开头选择每一行，您将阅读每一行一百万次。现在那不好了。您将需要一些真正随机访问的方式来读取每一行......或者，更好的是，阅读散列

在“大 O”表示法中：完整的比较是 O(n x m)，或者如果 n 和 m 相似，则大致为 O(n^2)。但是顺序读取平均是O(n/2)，所以整个事情是O(n^3/2)阅读加上O(n^2)比较。使用散列将是aO(2n)+bO(2n)+cO(n^2)，或者只是O(n^2)

优化算法，而不是代码。

Answer 4

检查内存分配。和函数调用。如果您使用 gcc，请使用 -pg 选项使用分析信息编译它并通过gprof 运行它。 VS Team System 版本自带 Profiler。所以，任君挑选。

Answer 5

这是不可能的。您命名的所有元素都不是真的很慢，即使它们很慢，也不会自动意味着整个程序会因此而变慢。

您最好在启用分析的情况下运行您的代码，看看哪些部分是最昂贵的。 （这取决于您的平台，您将如何实际操作）。

有关 MSVC 的信息，请参阅 this post 或 this blog entry about profiling under MSVS 甚至 this question, and particularly the AMD CodeAnalyst answer

Answer 6

您可以访问 GNU 工具链吗？如果是这样，请查看“gprof”。这是一个探查器......非常适合发现瓶颈。