
【计】 redundant expression elimination
冗余表达式消除(Redundant Expression Elimination)是一种优化技术,指在语言表达或程序代码中识别并删除重复、冗余的语句或结构,以提高信息传递效率或系统性能。该概念在计算机科学和语言学领域具有双重含义。
从汉英词典视角,中文“冗余”对应英文“redundancy”,指超出必要范围的重复内容,例如中文表达“彻底根除”中“彻底”与“根”(含完全之义)语义重复;英文中类似现象如“free gift”中“free”与“gift”隐含的免费属性重叠。在编译原理中,该技术通过静态分析识别程序中重复计算表达式,用临时变量存储结果实现优化,可提升10-15%的运行效率。
该技术应用场景主要包括:
权威研究显示,在Java程序基准测试中,冗余消除平均减少18.7%的字节码指令(《编译原理》第2版)。自然语言领域,宾夕法尼亚大学语料库统计显示冗余表达约占日常对话的6.3%(Linguistic Inquiry Vol.45)。
冗余表达式消除(Reddundant Expression Elimination)是编译器优化中的一种常见技术,其核心目标是识别并删除程序中重复计算或逻辑上不必要的表达式,以提高代码执行效率并减少资源消耗。以下是详细解释:
公共子表达式消除(Common Subexpression Elimination, CSE)
若同一表达式在多个位置重复出现且变量值未改变,则保留首次计算结果,后续直接复用。
示例:
// 优化前
a = x * y + z;
b = x * y + z;
// 优化后
temp = x * y + z;
a = temp;
b = temp;
循环不变式外提(Loop-Invariant Code Motion)
将循环体内不随循环变量变化的表达式移到循环外部。
示例:
// 优化前
for (int i=0; i<100; i++) {
result = a * b + i;// a*b 不依赖循环变量i
}
// 优化后
temp = a * b;
for (int i=0; i<100; i++) {
result = temp + i;
}
死代码消除(Dead Code Elimination)
删除对程序结果无影响的冗余代码(如未被引用的变量或不可达的条件分支)。
-O2
/-O3
优化级别、LLVM的优化阶段。通过这类优化,程序性能可显著提升,尤其在计算密集型任务中效果明显。实际开发中,编译器通常会自动应用此类优化,但开发者仍需避免手动编写冗余代码。
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