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日期：2018-12-26

6. 效能分析：

1. 記憶體分析

取的是生成10萬個數獨的情況，可見記憶體正常，無記憶體洩露等問題

2. 函式時間佔比分析、函式計時

                                                                                圖1

    取的生成10萬個數獨的情況來做效能分析，如圖1。可以看出來，從獨佔時間來看，51%的獨佔時間花在了strcat()函式上，還有35%的時間花在了Generate()函式中自己的程式碼的部分。

所以從兩方面優化：

1. 優化strcat()，查了一下，strcat的工作過程大概是：

char *strcat(char *dest, const char *src)

{

       char *tmp = dest;

       while (*dest) dest++;

       while ((*dest++ = *src++) != '/0');

       return tmp;

}
 

        可見，strcat呼叫時，先移動目標字串的指標到其尾部，再進行復制。這種做法對於下標比較大的陣列重複呼叫時，效率比較低。

        我之前用strcat是用在向outputstring[1005]的緩衝區來寫要輸出的一個數獨的字串，每增加一個數獨中的數字，就需要strcat一次，在後面附加上新新增的數字。

        所以為了優化浪費在這部分的時間，我放棄了使用strcat（）函式，而是用一個指向當前位置的指標char *currentpos來操作字串緩衝區。每當往緩衝區寫字元時，只要用*(currentpos++) = char_to_append; 就可以向緩衝區新增字元，然後在解下一個數獨時需要清空緩衝區（將指標置到緩衝區開頭currentpos = outputstring）

        這樣的話，就已經把數獨字元寫入緩衝區的時間基本最小化了，避免了之前strcat浪費的很多時間。

2. 優化SudokuSolution::Generate()自身程式碼部分

       這個成員函式的自身程式碼部分（除了strcat、fwrite之類），耗費了整個程式35%的時間，也有可優化的空間。經檢查，發現了一處可優化的地方：之前，我把初始化緩衝區的語句memset(outputstring, 0, sizeof(outputstring)); 寫到了每個數獨的迴圈開始，也就是說10萬個數獨的話要清空10萬次緩衝區，緩衝區又有1000的長度，所以還是花了挺多時間用來清空緩衝區。

        然而outputstring[1005]用來做緩衝區的話，完全沒必要進行初始化工作。。是否初始化不會影響最後結果。所以去掉了初始化的語句，Generate()函式自身程式碼部分時間也就得到了優化。

3. 優化效果：

                                                                             圖2

      經過這兩處優化，如圖2

 1.      從整體時間來看，執行時間從原先的2.932秒，提高到了現在的0.183秒。效能為原先的16倍。

 2.      再看時間佔比，優化後在Generate()中fwrite()的函式已經佔到了Generate()函式中的70%時間。

       之前，Generate()中除了fwrite()的部分，佔到了51%（strcat）+35%（函式自身程式碼）的時間；而經過優化之後，Generate()中函式自身程式碼（包括了之前的strcat+函式自身程式碼），從原先的86%時間佔比，優化到了現在的僅有17%時間佔比。所以說這部分程式碼的時間大大降低了。

4. 後續可能的優化：

      現在來看，後續優化的話就主要是需要對fwrite函式進行優化的考慮了。但是這畢竟是系統函式，所以說可以換另一個更快的讀寫函式，或者自己試著實現一個更快的寫檔案函式即可。

      或者可以增大緩衝區，減少fwrite()的呼叫次數。比如10個數獨輸出一次，或者100個數獨輸出一次。本質上是用空間來換時間。。

      另外Generate()自身程式碼也可以再進行優化。