Система Turbo Profiler фирмы Borland - [10]

1. Из локального меню окна Execution Profile (Профиль выполнения) выберите команду Display (Изображение). (Для этого необходимо нажать комбинацию клавиш Alt-F10.)

2. В появившемся блоке диалога выберите значение Per Call (На один вызов) параметра Display (Изображение).

3. Выберите ОК (или нажмите ENTER).

Теперь Вы можете видеть, что строка 22 работает гораздо эффективнее строки 31 (в PRIME0PA строки 30 и 41 соответственно).

Несмотря на то, что общее время, затраченное на выполнение данной строки, велико, поскольку эта строка выполняется большое количество раз, среднее время ее выполнения составляет менее одной миллисекунды. Заметим, что среднее время выполнения строки 31 составляет приблизительно 38 миллисекунд (в PRIME0PA среднее время выполнения строки 42 равно 28 миллисекундам).

Данные, полученные профилировщиком показывают пути уменьшения времени работы PRIME0 и упрощения ее структуры. Можно выделить две стратегии улучшения программы:

1. Сокращение времени, затрачиваемого на выполнение операций ввода/вывода.

2. Изменение структуры операторов цикла на более эффективную и рациональную.

Проблема ввода/вывода может быть частично решена за счет сокращения оператора printf с его настоящего вида

printf(«prime #%d=%d\n», lastprime, curprime)

до вида

printf(«%d\n», curprime).

Информация для пользователей Паскаля: Вы можете привести оператор Writeln к виду Writeln(CurPrime);.

Только одно это простое изменение дает значительное уменьшение времени выполнения программы. Однако заметим, что Вы не можете уменьшить количество обращений к оператору вывода (в данном примере на экран каждый раз будет выводиться 168 простых чисел).

И, за исключением этого небольшого улучшения, Вы почти ничего не сможете сделать для ускорения работы PRIME0. Алгоритм этой программы, который требует сохранения всех предыдущих результатов в массиве с последующим использованием их для деления, совершенен настолько, что дальнейшее его улучшение практически невозможно.

(Заметим, что данный алгоритм не очень эффективен с точки зрения использования памяти, так как наличие массива требует резервирования памяти, размеры которой должны позволить разместить все найденные простые числа. Из вышеизложенного следует ограничение на количество простых чисел, которые могут быть найдены данной программой, поскольку при некотором их количестве неизбежно произойдет переполнение оперативной памяти.)

К счастью существует более оптимальный способ поиска простых чисел, но для того, чтобы им воспользоваться необходимо полностью изменить алгоритм, что и демонстрируется в следующем примере, в программе PRIME1.

Модульная программа поиска простых чисел (PRIME1).

Завершим рассмотрение PRIME0 и загрузим в окно Module (Модуль) программу PRIME1, следующий вариант программы поиска простых чисел. Начнем изучение этой программы с простого просмотра ее текста.

1. Выберите команду File|Open (Файл|Открыть).

2. По умолчанию активируется блок ввода File Name (Имя файла), содержащий шаблон имени файла вида *.EXE. Нажмите ENTER.

3. В блоке списка Files (Файлы) переместите световой маркер на PRIME1.EXE (или PRIME1PA.EXE), используя для этого клавиши «стрелка вверх» и «стрелка вниз».

4. Нажмите ENTER. Система Turbo Profiler загрузит программу PRIME1 (PRIME1PA) в окно Module (Модуль).

5. Распахните окно Module (Модуль) (нажав для этого F5). Обратите внимание на то, что в строке 4 появилась подпрограмма prime (Prime).

Сразу бросаются в глаза два отличия от предыдущего примера:

* Во-первых, исчез массив primes. Данная программа не использует способ деления на меньшие простые числа, она просто содержит в себе цикл, в котором делается попытка разделить рассматриваемое число на все нечетные числа, строго меньшие данного. Вначале результатом этого будет увеличение числа итераций по сравнению с предыдущим примером, но мы увидим, что в конечном итоге, после переработки данного примера, можно получить более рациональную и качественную программу.

* Во-вторых проверка на то, является ли данное число простым, выделена в самостоятельную подпрограмму, которая вызывается из основной программы.

Пометьте «области» в загруженной программе (выбрав для этого команду Add Areas|Every Line (Добавить «области»|Каждая строка) в локальном меню окна Module (Модуль)), нажмите ENTER, затем запустите PRIME1 (нажав F9) под управлением системы Turbo Profiler и ознакомьтесь с полученной статистикой. Затем выберите Display из локального меню окна Execution Profile (Профиль выполнения) для того, чтобы открыть блок диалога Display Options (Параметры изображения) и привести кнопку Both в состояние On (Используется).

Нажмите ENTER, затем распахните окно профиля (клавиша F5).

Рис. 1.6 Временная и количественная статистика. PRIME1.

Вы можете заметить, что время выполнения немного уменьшилось (отчасти это произошло за счет того, что PRIME1 выдает на экран меньше информации чем PRIME0). Самым узким местом программы попрежнему остается оператор printf (теперь находящийся в строке 21) (в PRIME1PA ему соответствует оператор Writeln в строке 24.)

Отметим, что строка, в которой непосредственно проверяется является ли очередное число простым (строка 9 в PRIME0, строка 12 в PRIME0PA), теперь выполняется 78 022 раза вместо 15 122. На первый взгляд, этот факт выглядит впечатляюще, но нужно учесть, что в результате, общее время, затрачиваемое на выполнение данной строки, увеличится всего лишь примерно на 1 секунду, так как, в соответствии с ранее полученными данными, эта строка работает очень эффективно с точки зрения использования времени.