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算法实现与C性能调优

📚 共计 30 章节

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性能调优概述

什么是性能调优 · 目标与原则 · 常见误区

编译器优化

GCC -O0~-O3 · -march/-mtune · LTO 链接时优化

代码剖析工具

gprof · perf · Valgrind Callgrind

数据结构选择

数组 vs 链表 · 哈希表 vs 树 · 缓存行对齐与伪共享

内存管理优化

malloc/free 陷阱 · 内存池 · 栈 vs 堆分配

内存池分配

循环展开 · 合并 · 交换 · 剥离

循环流水线

分支预测优化

likely/unlikely · 减少分支 · 查表法替代

函数调用优化

内联函数 · 尾递归 · const/pure 属性

SSE/AVX 入门 · 自动/手动向量化 · 数据对齐

多线程优化

线程池 · 锁竞争 · 无锁数据结构

时间/空间局部性 · 友好遍历 · 预取指令

缓冲IO vs 直接IO · mmap · 异步IO

字符串处理优化

strlen/strcpy 陷阱 · 自定义函数 · 字符串池

位运算技巧

常用位操作 · 位图 · popcount/clz

位运算位图

浮点运算优化

避免精度损失 · 快速近似 · SIMD浮点加速

编译时计算

constexpr · 宏与内联 · 模板元编程

编译期元编程

链接与加载优化

动态/静态库 · 延迟加载 · 符号可见性

性能基准测试

benchmark设计 · 微基准陷阱 · 统计显著性

实时系统优化

硬/软实时 · 优先级反转 · 锁实时性

网络编程优化

epoll vs select · 零拷贝 · TCP_NODELAY

GPU加速基础

CUDA入门 · 数据传输 · 核函数设计

算法复杂度优化

大O表示法 · 空间换时间 · 分治与DP

复杂度算法

代码布局优化

冷热代码分离 · 函数重排 · 链接脚本

基本语法 · volatile · 常用优化场景

性能监控与告警

CPU使用率 · 内存带宽 · 缓存命中率

跨平台性能优化

字节序 · 对齐要求 · 编译器差异

跨平台可移植

安全与性能权衡

边界检查 · ASLR影响 · 加密性能

大型项目性能调优

模块化分析 · 增量优化 · 回归测试

性能调优工具链

SystemTap · DTrace · 火焰图

工具火焰图

从10秒到100毫秒——真实项目优化历程