软件开发和优化

软件开发

编写功能正常的代码当然是软件开发者的首要目标。在有些应用中，代码效率可能非常重要。

代码开发过程可以分解为以下步骤：

代码设计
设计部署
测试和故障修复
优化

关于这些步骤（设计、部署、测试）的详细说明，请参见链接。

之前讲过，代码优化包括很多方面，涉及到硬件、编译器、算法和 C++ 语言本身。本课中，我们重点研究 C++ 语言。你刚刚学过的 CPU 和 RAM 知识有助于你了解代码为什么可以运行更快。

你将有机会了解并应用一些可以让 C++ 运行更快的技巧。每个练习都提供了一个“较慢的”代码版本，以及让代码更快的技巧。你需要应用该技巧，然后查看代码运行速度有多大提升。这些技巧并不是优化 C++ 代码的所有方式，但可以帮助你了解内存、CPU 和编码选择是如何影响代码运行速度的。

在课程最后，你会收到一些文件，它们构成了一个可正常工作的 C++ 直方图滤波器。你的任务，是使用本课学到的技巧，让直方图滤波器代码运行更快。

如何优化：测试 vs 直觉

要优化你的代码，你需要靠测试和验证，而不是直觉！

测试你的代码，找到在时间、内存和电力使用方面最低效的区域。然后，确认你做的所有变更的确让代码更高效了。如果你先测试，你可能发现，你的代码可能已经足够高效，可以满足应用要求了。

如果你在优化大量代码，你可能需要使用分析器 (Profiler) 工具。Profiler 是一个软件，可以测量部分代码执行所需时间或代码使用多少资源。它能帮助你找到拥塞点，让你先优化最低效的代码部分。

Visual Studio 和 Xcode 都带有分析器。以下链接提供了相关介绍：

使用标准时钟测试你的代码

在下面的练习中，我们为你设置了一些简单的代码。你需要测量使用 C++ 标准时钟运行函数需要多久。

优化方式为：

测量函数运行所需时间
修改部分代码
再次运行代码，检查速度有无提升

分析代码已经为你设置好了，看起来是这样的：

#include <ctime>

std::clock_t start;
double duration;

start = std::clock();

function_name(var1, var2);

duration = ( std::clock() - start ) / (double) CLOCKS_PER_SEC;

std::cout << "duration milliseconds initialize beliefs " << 1000 * duration << '\n';

代码首先存储当前的标准时钟时间，然后运行函数，然后计算所用的时间。

标准库始终使用 时钟周期 测量时间。时钟周期类似计数器变量，随时间以恒定速率增加。但时间长度因系统而异。因此，除以常量 CLOCKS_PER_SEC 后，即可得到以秒为单位的结果。CLOCKS_PER_SEC 变量在 ctime 库中定义。

编程最重要的部分

SOLUTION:

获得符合功能预期的代码

时钟周期

SOLUTION:

否