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强度折减

编译器最佳化技术

在软件工程领域，强度折减（Strength reduction）是一个编译器最佳化技术，它将昂贵的运算以相同但是相对便宜的运算取代，最经典的范例就是将乘法转换为使用循环的连续加法，这经常使用在阵列的定址。

简介
在软件工程领域，强度折减（Strength reduction）是一个编译器最佳化技术，它将昂贵的运算以相同但是相对便宜的运算取代，最经典的范例就是将乘法转换为使用循环的连续加法，这经常使用在阵列的定址。
强度折减的范例包含：
程式码分析
大部分程式的执行时间通常都是花费在一些相当小的程式段，这些程式段通常都在循环之内不断的执行。
编译器使用一些方法来辨识循环以及循环内暂存器数值的特点，编译器可利用强度折减来辨识：
循环不变式本质上在循环内是个常数，但他们的数值可能在循环外会改变。归纳变数则是会被改变一个已知的量。而在巢状回圈的情况之下，一个归纳变数在循环外的循环内也可以是一个归纳变数。
强度折减会找寻涉及循环不变式以及归纳变数，有些可以被简化，举例来说，循环不变式c及归纳变数i的乘法：
最佳化
编译器将会开始进行最佳化（并不只有强度折减），循环内的常数（不变式）将会被放到循环外面（Loop-invariant code motion），常数可以在循环外面载入，例如浮点数暂存器 fr3 及 fr4。接着辨识出不会改变的变数，例如常数N，这使得一些暂存器在循环内允许被合并，所以r2、r4、r7、r12可以被合并移置循环外或是消除。r8及r13同时有着相同的运算 i*n ，所以他们也可以被合并，最内层的循环（0120-0260）已经从11道指令减少为7道指令，为一个还留在最内层循环的乘法为0210行的乘法运算。
其它强度折减的运算
强度折减运算子（Operator strength reduction）使用数学的方法，以更快的运算子取代了缓慢的数学操作，这个优势将会根据目标CPU以及一些程式（不同的CPU有着不同的可用功能）而有所不同。
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