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代码优化是什么？

c#optimization
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当说这段代码需要优化时，或者可以进行某种程度的优化，这是什么意思？哪种类型的代码需要优化？如何在C#中应用优化？从中又能得到哪些好处？

7个回答
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优化是一个非常广泛的术语。一般来说，它意味着修改系统，使其某些方面更加高效、使用更少的资源或更加健壮。例如，计算机程序可以被优化，使其执行速度更快，使用的内存或磁盘存储更少，或在UI方面更加响应。

尽管“优化”与“最优”的词根相同，但优化过程并不会产生完全最优的系统：总会有权衡，因此只有最感兴趣的属性才会被优化。

还要记住：

程序优化的第一条规则：不要进行优化。程序优化的第二条规则（仅供专家参考！）：还不要进行优化。 (Michael A. Jackson)

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+1，但我讨厌那句关于Jackson的话。基本上它是在说祈祷你设计了一个高效的系统，如果没有，就推迟必要的修复直到最后一刻。在我看来，这是一种灾难的配方。我只会说要理解你的性能要求并相应地开发。 - SmacL
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我更喜欢Donald Knuth的这句话：“我们应该忘记小效率，大约97%的时间：过早优化是万恶之源。然而，在那关键的3%中，我们不应该放弃机会。” 这个关键的3%是这句话特别重要（并经常被忽视）的部分。它是低垂的果实。有时候，最大的回报可以通过最小的努力实现。你只需要花一点时间来测量和分析，找到那些瓶颈。 - Steve Wortham
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优化是指修改系统以使其某个方面更加高效或使用更少资源的过程。

在您的情况下主要涉及以下两个层面：

设计层面

在最高层面上，设计可以被优化以最大限度地利用可用资源。该设计的实现将受益于选择高效算法和编写高质量代码。系统的架构设计极大地影响其性能。算法的选择比设计中的任何其他项目都更影响效率。然而，在某些情况下，优化依赖于使用更高级的算法，利用特殊情况和特殊技巧，并执行复杂的权衡；因此，完全优化的程序有时可能更难为经验不足的程序员理解，因此可能包含比未优化版本更多的错误。

源代码层面

避免低质量的编码也可以提高性能，从而避免明显的减速。然后，一些优化是可能的，这些优化实际上会降低可维护性；其中一些，但并非全部，现在可以通过优化编译器来执行。例如，使用更多间接寻址通常需要简化或改进软件，但该间接寻址具有成本。

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代码优化是使代码运行更快的过程。有两种主要方法：
1）在更少的周期内完成更多的工作。找出代码中是否存在额外的复制或者在紧密循环中是否存在分支。这是小范围优化。
2）使算法更好地适应规模。您可能听说过“大O”符号。这是使算法随着大数据集而降解得更慢。例如，如果您简单地在电话簿中搜索一个姓名，您将从第一页开始阅读所有的姓名，直到找到您要找的那个人。这将花费一定数量的指令，与电话簿中的姓名数成比例。我们称之为O(n)。现在想象一下您如何真正搜索电话簿。您打开电话簿的某个地方，看看要查找的姓名在哪一边。这被称为二分查找，并且随着名称数量的对数缩放。我们称之为O(logn)。它更快。
请记住优化的第一条规则：先进行测量。许多人年都花在了优化很少运行的代码上。
我会将“运行更快”扩展为“消耗更少的资源”。 - peterchen
这很有用，但更多的解释会更好。假设我有数千个名字，每个名字都有一个或多个电话号码，在搜索每个名字及其所有电话号码时，必须循环遍历每个名字并选择它的电话号码。如何在这里进行优化？如何应用大O记法？ - Abdullah BaMusa
我倾向于同意Peter Chen的观点，即当今耗尽的主要资源不是CPU周期。在我看来，它是网络带宽，因此需要努力优化音视频编解码器等... - SmacL
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在进行代码优化时，你需要对代码度量，并尝试使其更加高效。这些度量通常指稀缺资源。
以下是常见的度量：
- 执行速度（通常是说到优化时首先想到的） - 内存消耗 - 可执行文件大小（在嵌入式系统中可能很重要） - 数据库访问 - 远程服务访问（减少聊天，使用缓存等） - 代码的简洁性、可读性和可维护性
优化后的代码应该提供相同的结果。
问题在于你必须做出选择。执行速度往往会伴随着更多的内存消耗......
你也应该全局考虑优化。在一个循环中获得10ms的收益，而在之后花费1000ms等待Web服务则完全没有意义。
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补充Anton Gogolev的回答，当一段代码需要优化时，是因为某个特定的性能要求没有达到。我们开发程序是为了满足用户需求，对吧？大多数程序员往往在功能需求方面思考，即程序做什么，但用户也会有性能需求，即提供功能的资源成本（网络带宽、CPU周期、内存、磁盘空间等）。优化是改变一段代码以满足特定性能要求的过程。在我看来，这应该在设计阶段完成，但有时你会写一段代码，只发现它表现不佳。要优化代码，首先必须找出你正在过度使用的资源。如果是CPU周期或内存，可能需要使用分析器。如果是网络带宽，这是目前非常普遍的情况，你需要进行一些负载测试和通信分析。
我的建议是，在编写代码之前始终了解当前和可能的未来性能要求，并在设计阶段进行优化。晚期优化是昂贵、困难的，而且往往失败或导致丑陋的代码。
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优化有两个主要目的：

  • 使您的软件使用更少的资源，例如运行更快，更小，使用更少的RAM，存储文档时和运行时使用更少的硬盘空间，减少网络访问等。

  • 通过重构使您的软件更易于维护。

只有在出现相关问题时才需要进行优化：调试经过优化的代码比优化正确的代码要困难得多。

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它可能是因为代码有一段被重复的代码块，可以/应该放入一个方法中；你可能正在使用已弃用的方法/类；可能有更简单的方法来完成代码所做的事情；可能还需要进行一些清理（例如，移除硬编码）等等...
我认为那被称为重构。它不完全是同一件事情。 - Steve Rowe
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