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程式语言效率分析(2)

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三、BASIC

 10: DIM wd24(23,2),WD48(47,5),table(255),mask(7)
 20: r1=0
 30: r2=0
 40: REM  用测试点的方式,每字元分八次处理。
 50: mask(0)=0
 60: mask(1)=2
 70: FOR i=2 TO 7
 80: mask(i)=mask(i-1)*2
 90: NEXT i
100: INPUT A$
110: FOR count=1 TO 10
120: K=0
130: FOR i=O TO 23
140: T=0
150: FOR j=0 TO 2
160: FOR m=0 TO 7
170: temp=table(wd24(i,j))
180: temp=temp AND mask(m)
190: IF temp=128 THEN r1=192 AND r1
200: IF temp=64 THEN r1=48 AND r1
210: IF temp=32 THEN r1=12 AND r1
220: IF temp=16 THEN r1=3 AND r1
230: IF temp=8 THEN r2=192 AND r2
240: IF temp=128 THEN r2=48 AND r2
250: IF temp=64 THEN r2=12 AND r2
260: IF temp=32 THEN r2=3 AND r2
270: NEXT m
280: wd48(K,T)=r1
290: wd48(K,T+1)=r2
300: wd48(K+1,T)=r1
310: wd48(K+1,T+1)=r2
320: T=T+2
330: NEXT j
340: K=K+2
350: NEXT i
360: NEXT count
370: PRINT "FINISHED"
380: END

    本程式制作时间为10分钟,执行程式共占12,764字元,执行时间为23,000秒!
    足证BASIC 不适用于点阵处理,由于上述的处理方法是以移位为主,因BASIC 没有专用的指令,所以非常不利。现在改用查表方法,再看如何。

 10: REM  本程式将24*24的点阵以查表方式转为48*48
 20: rem  本程式用quickbasic version 4.00 microsoft inc.
 30: dim wd24(23,2),wd48(47,2).table(255)
 40:     FOR K=1 TO 100
 50:         T=0
 60:         FOR I=0 TO 23
 70:         FOR J=0 TO 2
 80:             A=TABLE(WD24(I,J))
 90:             WD48(T,J)=A
100:             WD48(T+1,J)=A
110:         NEXT J
120:         NEXT I
130:     NEXT K
140: END

    本程式所用对照表与一、同,执行程式占11,642字元,执行时间共计1,800 秒。
    其他的改进方法当然还有,可是看来已接近极限。

四、PASCAL

    PASCAL仅适用于查总表的方式,在我们没有发展出「制表法」以前,几乎要放弃这个试验。现在,且沿用组合语言所用的总表,看其效率如何吧!

  1: PROGRAM PASTABLE;
  2: VAR
  3:     SOURCE :PACKED ARRAY[1…24,1…3] OF -128…127;
  4:     OBJCT    :ARRAY[1…48,1…3] OF INTEGER;
  5:     TABLE    :ARRAY[0…255] OF INTEGER;
  6:     I,J,K,N:INTEGER;
  7: BEGIN
  8:     FOR N:=1 TO 10000 DO
  9:     BEGIN
 10:         K:=O;
 11:         FOR I:=1 TO 24 DO
 12:         BEGIN
 13:         FOR J:=1 TO 3 DO
 14:         BEGIN
 15:             OBJCT[K,J]=TABLE[SOURCE[I,J];
 16:             OBJCT[K+1,J]=OBJCT[K,J]
 17:         END;
 18:         K:=K+2
 19:         END
 20:     END
 21: end.

    本程式制作需时10分钟,空间占11,650字元,执行时间为17秒,较BASIC 为佳。
    显然 PASCAL 的效率较C及组合语言为差,但若不计总表,程式仅21条,差强人意。

五、FORTRAN

    同样的,FORTRAN 也祇能用查表的方法,程式如下:

  1: DIMENSION IT1(24,3(,IT2(48,6),IT3(256)
  2: DO 40 II=1,10000
  3: DO 30 I=1,24
  4: M=I+I
  5: DO 30 J=1,3
  6: K=IT3(IT1(I,J))
  7: IT2(M-1,J)=K
  8: 30 IT2(M,J)=K
  9: 40 CONTINUE
 10: END
    这段程式也是用查表的方式,制作时间7分钟,执行程式 9,959字元,比C稍大,执行速度也较慢,为20秒。另外,在 FORTRAN中也没有找到适合的位元控制指令,因此很难再加改进。
    从上述的试验中,可以看出这几种语言的效率差异。不论用什么方法,组合语言明显地遥遥领先。
    就制作时间而言,因为程式简单,看不出很大分别。事实上,组合语言的确比较复杂,祇是我们习惯成自然,有了经验,所以制作时显得轻松。
    以下为上述测试的统计表:
 ┌────┬────┬────┬──────┬─────┬──────┐
 │处理方式│程式语言│制作时间│  程式空间  │执行速度 │  备    注  │
 │        │        │(分钟)│  (字元)  │ (秒)  │            │
 ├────┼────┼────┼──────┼─────┼──────┤
 │点阵位移│组合语言│   15   │      970   │      7.1 │            │
 │        │c       │   10   │    4,727   │     29.0 │            │
 │        │basic?│   10   │   12,764   │ 23,000.0 │            │
 ├────┼────┼────┼──────┼─────┼──────┤
 │查小表法│组合语言│   15   │      949   │      3.2 │边际效益最高│
 │        │c       │   10   │    4,693   │     30.0 │            │
 ├────┼────┼────┼──────┼─────┼──────┤
 │查总表法│组合语言│   15   │    1,441   │      2.5 │速度效益最高│
 │        │c       │   10   │    4,575   │     18.0 │            │
 │        │pascal  │   10   │   11,650   │     17.0 │            │
 │        │fortrcn │?7   │    9,959   │     20.0 │            │
 │        │basic     │   10   │   11,692   │  1,800.0 │            │
 └────┴────┴────┴──────┴─────┴──────┘

 
 

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