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程式语言效率分析(1)
作者:不详 文章来源:安全中国 点击数: 更新时间:2006-8-4 20:13:27

以下为利用ASSEMBLY,BASIC,PASCAL,C,FORTRAN 等程式语言,将一个24x 24之点阵字形,放大成为48x 48,并分别比较其处理速度、占用空间以及制作时间。 
    为了正确计算执行时间,特意作 10,000 次处理,至于指定的24x 24字形,则假设为一空格。 

一、ASSEMBLY 

    组合语言变化无穷,先以一般的作法,用点阵位移来处理。 
    1: PAGE   60, 132 
    2: CG     SEGMENT 
    3: BUFIN  DB    72 DUP(0) 
    4: BUFOT  DB  72*4 DUP(0) 
    5:          ASSUME CS:CG,DS:CG,ES:CG 
    6: START: 
    7:          MOV     AX,CG 
    8:          MOV     DS,AX 
    9:          MOV     ES,AX 
   10:          CLD 
   11:          MOV     BP,10000        ; 处理10,000次 
   12: S3: 
   13:          SUB     CX,CX 
   14:          MOV     BX,CX 
   15:          MOV     DX,1803H           ; 计数用 
   16:          MOV     SI,OFFSET BUFIN  ; 24*24 点阵起始位址 
   17:          MOV     DI,OFFSET BUFOT  ; 预定48*48储存位址 
   18: MVBYTE: 
   19:          MOV     BH,DL           ; 做三列 
   20: MVDB: 
   21:          LODSB               ; 取原点阵 
   22:          MOV     BL,AL 
   23:          MOV     CL,8           ; 做八位元 
   24: MVDB1: 
   25:          RCL     BL,1           ; 左移一次 
   26:          PUSHF               ; 保存状态 
   27:          RCL     AX,1           ; 两字同时左移一次 
   28:          POPF               ; 取出原移位状态 
   29:          RCL     AX,1           ; 再一次,得双位点值 
   30:          LOOP    MVDB1           ; 八次回路 
   31:          STOSW               ; 存入 
   32:          MOV     [DI+4],AX        ; 上下放大一行 
   33:          DEC     BH           ; 共 3列 
   34:          JNZ     MVDB 
   35:          ADD     DI,6           ; 移向次行 
   36:          DEC     DH 
   37:          JNZ     MVBYTE           ; 共24行 
   38:          DEC     BP           ; 执行10,000次 
   39:          JNZ     S3           ; 完成 
   40:          MOV     AX,4C00H 
   41:          INT     21H 
   42: CG     ENDS 
   43:          END     START 
    本程式制作时间,为十五分钟。 
    经汇编后,得934 字元的执行程式,执行耗时14.5秒。 
    若将上段程式加以分析,可以发现到此段程式执行时间全部浪费在23至30这一段「回路」中。为了增加速度,可以将空间加大,避开回路,连续执行八次「移位」动作如次: 
   23:          RCL     BL,1 
   24:          RCL     AX,1 
   25:          SHL     AX,1 
   26:          同上共八次 
   … 
   47:          MOV     CX,AX           ; AX中为单位元值 
   48:          SHR     CX,1           ; CX得到双位元点阵值 
   49:          OR      AX,CX           ; 双位元点阵合并 
    似此,程式增大了36字元,但执行时间却减少为 7.1秒,速度快了一倍! 
    是不是还是更好的方法呢?相信一定多得不计其数。比如说,我们已知原点阵放大一倍后点形为「双点」,以双点做表,取其对应之值,即可免除各点移位的手续,再将原程式第18条以下改为: 
   18: VT2: 
   19:          CALL    MVBYTE           ; 放大一行 
   20:          SUB     SI,3           ; 纵向尚须放大一次 
   21:          CALL    MVBYTE           ; 再放大一行 
   22:          DEC     DH           ; 完成否? 
   23:          JNZ     VT2           ; 再做 
   24:          RET               ; 完成 
   25: MVBYTE: 
   26:          MOV     CL,DL           ; 一行有三字元 
   27: MVDB: 
   28:          LODSB               ; 取一字元 
   29:          MOV     AH,AL           ; 分置两处 
   30:          AND     AX,0FF0H           ; AH,AL 各取四位元 
   31:          SHR     AL,1           ; 右移四次还原 
   32:          SHR     AL,1 
   33:          SHR     AL,1 
   34:          SHR     AL,1 
   35:          MOV     BL,AL 
   36:          MOV     AL,BYTETB[BX]    ; 左字元取预设表值 
   37:          MOV     BL,AH 
   38:          MOV     AH,BYTETB[BX]    ; 右字元取表值 
   39:          STOSW               ; 得二字元置缓冲器中 
   40:          LOOP    MVDB           ; 做三次 
   41:          RET 
   42                       ; 转换表 
   43: BYTETB DB    000H,003H,00CH,00FH,030H,033H,03CH,03FH 
   44:          DB    0C0H,0C3H,0CCH,0CFH,0F0H,0F3H,0FCH,0FFH 
   45: CG     ENDS 
   46:          END     START 

    再换个方法,因为有个XALT的指令,是专为这种程式所设计的。由第25条起,调整如下: 
   25: MVBYTE: 
   26:          MOV     CL,4           ; 供AL左移四位用 
   27:          MOV     BX,OFFSET BYTETB 
   28: MVDB: 
   29:          LODSB               ; 取一字元 
   30:          MOV     AH,AL           ; 分置两处 
   31:          AND     AX,0F00FH        ; AH,AL 各取四位元 
   32:          SHR     AL,CL 
   33:          XLAT                 ; 将[BX+AL]值放AL中 
   34:          XCHG    AL,AH 
   35:          XLAT 
   36:          STOSW 
   37:          DEC     DL 
   38:          JNZ     MVDB 
    如此,执行程式959 字元,执行速度3.2 秒,效率更佳。 
【教程录入:残梦    责任编辑:残梦 】
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