軟件最佳化

  提示：呢篇文講嘅唔係數學最佳化。

軟件最佳化（英文：optimisation ），官話化啲嘅又叫軟件優化，指將軟件改到更加有效率，等系統行起上嚟唔洗佔用咁多資源。簡單例子有檢查隻軟件嘅源碼，確保段嘢完全冇任何多餘嘅碼：想像依家編寫網上遊戲嘅程式，隻遊戲好受歡迎，有數以十萬計嘅玩家；若果程式嘅源碼當中有一行多餘嘅碼，噉十萬幾位玩家玩起上嚟部伺服器就要行多十萬幾行多餘嘅碼，於是就可能會搞到伺服器嘅負責大咗好多。因此，最佳化喺實際嘅軟件工程工作上相當受重視。

微最佳化（英文：micro-optimisation ）係指喺程式嘅底層做細微嘅改動，達致最佳化嘅效果。

要學軟件最佳化，一般要識咗電腦程式編寫嗰啲基礎概念先。

基礎概念

内文：軟件工程、編譯期同執行期

睇埋：效率同運算複雜度理論

軟件最佳化係軟件工程上嘅重要工序：軟件泛指用嚟做某啲特定功能嘅電腦程式，例如電子遊戲就係用嚟做娛樂用途嘅軟件，畀用家玩遊戲；單憑日常觀察可知，部電腦要行電腦程式，梗要或多或少花費時間同埋記憶體，而事實表明，編程員寫程式嗰陣用嘅手法，會影響個程式要行幾耐先行得完（睇埋編譯期同執行期等嘅概念）或者程式要使用幾多記憶體。

舉個簡單例子，依家想寫個程式，程式要攞個數 a 做 input，output 出晒所有

細過或者等如 a、又係 10 嘅倍數

嘅數，即係

如果 input 係 200，就要出 200, 190, 180, 170, 160,... 噉嘅一列數；

如果 input 係 150，就要出 150, 140, 130, 120, 110,... 噉嘅一列數；

想像下面依段虛擬碼：

 a = 200; # 設 a 做 200
 while (a > 0)  # 可以睇埋 while 迴圈嘅概念。
 {
   b = 10;
   if (a % b == 0} # 如果 a 係 b 嘅倍數，print a 出嚟睇。
     print(a);
   a -= 1; # a 數值下降 1
 }

上面段碼查實唔係咁有效率－b = 10 呢個步驟唔洗喺個 while 迴圈每個圈都行一次，而由於段碼有不必要嘅步驟，就搞到段碼行起上嚟慢咗。上面段碼可以改做：

 a = 200;
 b = 10;
 while (a > 0) 
 {  
   if (a % b == 0} 
     print(a);
   a -= 1;
 }

－b = 10 呢個步驟就變成淨係做一次咁多，令到段碼效率高咗。軟件最佳化指緊嘅就係：

要減少程式消耗嘅資源量，當中資源量包括－

• 碼嘅行hong4數、
• 行起上嚟花嘅時間，
• 行起上嚟花嘅記憶體量，

同時 keepkip1 住個程式功能唔變。

上面呢個例子相當簡單。就算做咗最佳化，齋靠肉眼睇唔覺佢行得快咗。但係專業軟件工程上整嗰啲軟件，閒閒哋成幾萬行碼咁長，有啲甚至仲有成上億行碼。對於噉嘅軟件嚟講，如果佢哋每 50 行碼就要嘥多 10 毫秒嚟行，已經會對佢實際用嗰陣嘅表現造成具體影響。因為噉，專業嘅軟件工程師都會關注最佳化，會諗好多技巧想令啲程式更有效率。

層面

演算法

内文：時間複雜度同空間複雜度

睇埋：窮舉搜尋

源碼

睇埋：麵條式程式碼同Debugging

技巧

物件池模式：屬於設計模式一種，講緊初始化嘅時候建立一拃物件嘅實例，形成所謂嘅物件池，等到個程式行起上嚟要用嗰時，就攞嗰啲物件嚟用，用完就將件物件掟返去物件池裡便；呢種做法，相對於喺個程式行嗰陣建立同毀滅物件—建立同毀滅物件係相當花資源嘅，用咗物件池就有助達致最佳化。

缺點

睇埋：可讀同代碼難讀化

最佳化好多時會令個程式嘅可讀度下跌。

睇埋

• 複雜系統
• 記憶洩漏
• KISS 原則
• 優雅

文獻

• Code Optimization (PDF). University of California, Davis, Computer Science Lecture Notes.

拎

• （英文）編譯器設計中嘅代碼最佳化，GeeksForGeeks