Ottimizzare C++/Ciclo di vita dell’ottimizzazione: differenze tra le versioni

# '''[[w:Progettazione (ingegneria del software)|Progettazione]]''' (''design''). Dapprima si progettano gli algoritmi e le strutture dati in modo che abbiano senso per la logica applicativa, e che siano ragionevolmente efficienti, ma senza occuparsi di ottimizzarle. Dove si deve definire una struttura dati di ampio utilizzo e per la quale non è ovvio quale sia l’implementazionel'implementazione ottimale (per esempio, non si sa scegliere tra un array e una lista collegata), si definisce una [[w:Tipo di dato astratto|struttura astratta]], di cui si possa cambiare l’implementazionel'implementazione in fase di ottimizzazione.

# '''Codifica''' (''coding''). Poi si scrive il codice che implementa gli algoritmi progettati, seguendo linee-guida che permettano in linea di massima di evitare operazioni banalmente inefficienti e di incapsulare le operazioni che richiederanno ottimizzazioni.

# '''[[w:Collaudo del software|Collaudo funzionale]]''' (''functional testing''). Poi si collaudocollauda il software prodotto, in modo da aumentare la probabilità che non abbia difetti rilevanti.

# '''[[w:Ottimizzazione (informatica)|Ottimizzazione]]''' (''tuning''). Dopo aver completato lo sviluppo di un’applicazioneun'applicazione o libreria funzionante correttamente, si passa alla fase di ottimizzazione, costituita dalle seguenti sotto-fasi:

## '''''Profiling'''''. Per ogni comando avente prestazioni inadeguate, si determina, usando un profiler, quali porzioni di codice costituiscono i cosiddetti “colli[[w:Bottleneck (ingegneria)|'''colli di bottiglia”bottiglia''']] per tale comando, che sono le porzioni di codice nelle quali, tra l’iniziol'inizio del comando e il suo completamento, viene trascorso più tempo e viene allocata più memoria.

## '''Ottimizzazione algoritmica'''. Nei colli di bottiglia, si applicano tecniche di ottimizzazione sostanzialmente indipendenti dal linguaggio di programmazione, e totalmente indipendenti dalla piattaforma. Sono le tecniche che si trovano nei testi di teoria degli algoritmi. In pratica, si cerca di ridurre il numero di istruzioni eseguite, e in particolare il numero delle chiamate a routine costose, ooppure a trasformare le chiamate costose in chiamate equivalenti ma meno costose. Per esempio, si sceglie di implementare l’algoritmol'algoritmo di ordinamento [[w:Quick_sort|''quicksortquick sort'']] invece dell’algoritmodell'algoritmo [[w:Selection_sort|''selectionsortselection sort'']]. Se questa ottimizzazione rende il programma sufficientemente veloce, si termina l’ottimizzazionel'ottimizzazione.

## '''Ottimizzazione indipendente dalla piattaforma'''. Nei colli di bottiglia, si adottano tecniche di ottimizzazione dipendenti dal linguaggio di programmazione e dalla sua libreria standard, ma indipendenti sia dalla piattaforma software che dalla piattaforma hardware. Per esempio, si usano operazioni intere invece di operazioni a virgola mobile, o si sceglie il tipo di contenitore più appropriato tra quelli disponibili nella libreria standard. Se questo rende il programma sufficientemente veloce, si termina l’ottimizzazionel'ottimizzazione.

## '''Ottimizzazione dipendente dalla piattaforma software'''. Nei colli di bottiglia, si adottano tecniche di ottimizzazione dipendenti sia dal linguaggio di programmazione che dalla piattaforma software, ma indipendenti dalla piattaforma hardware. Per esempio, sfruttando opzioni di compilazione, direttive ''pragma'' di compilazione, estensioni al linguaggio offerte da un particolare compilatore, chiamate a librerie non-standard, chiamate dirette al sistema operativo. Se questo rende il programma sufficientemente veloce, si termina l’ottimizzazione.

Questa sequenza di fasi non va affatto interpretata come una sequenza a senso unico, cioè tale per cui una volta raggiunta una fase non si torna più alla fase precedente. In realtà ogni fase può avere successo o fallire. Se ha successo, si passa alla fase successiva, se fallisce si passatorna alla fase precedente.

Infine, per garantire che la nuova versione ottimizzata del software non sia peggiorata né per la correttezza né per le prestazioni complessive, dopo aver completato l’ottimizzazionela fase di ottimizzazione si devono ripetere sia il collaudo funzionale che il collaudo prestazionale completo.

* Limitatamente all’usoall'uso del linguaggio C++, il punto 2 (nel capitolo “Scrivere"Scrivere codice C++ efficiente”efficiente").

* Alcune tecniche generali relative al punto 4.3 (nel capitolo “Tecniche"Tecniche generali di ottimizzazione”ottimizzazione").

* Limitatamente all’usoall'uso del linguaggio C++, il punto 4.4 (nel capitolo “Ottimizzazione"Ottimizzazione del codice C++”").

PerIn questo testo, per '''oggetto''' si intende una sequenza contigua di dati in memoria.
In particolare, un dato associato a una variabile di un tipo fondamentale (come ''bool'', ''double'', ''unsigned long'', o un puntatore) è un oggetto, così come lo è la struttura dati associata a un'istanza di una classe.
A ogni variabile è associato un oggetto, la cui lunghezza si ottiene con l'operatore del C++ <code>sizeof</code>, ma un oggetto potrebbe non avere unanessuna variabile associata; pera esempioesso, unoppure puntatorepiù puòvariabili puntareassociate a un oggetto senza nomeesso.

* '''Piccolo''': Oltre 8 byte, ma non oltre 64 byte. Non sta in un registro del processore, ma sta in una linea della cache dei dati del processore, e può essere interamente indirizzato da istruzioni macchina molto compatte cometramite offsetuno scostamento rispetto all'indirizzo iniziale.

Per esempio, un array di <code>double</code> è considerato “piccolissimo”''piccolissimo'' solo se contiene esattamente un elemento, "piccolo”''piccolo'' se ha da 2 a 8 elementi, “medio”''medio'' se ne ha da 9 a 512, “grande”''grande'' se ne ha più di 512.

{{Avanzamento|75100%|2324 maggio 2008}}