浅谈Linux环境下gcc优化级别

代码优化可以说是一个非常复杂而又非常重要的问题，以笔者多年的linux c开发经验来说优化通常分为两个方面，一是人为优化，也就是基于编程经验采用更简易的数据结构函数等来降低编译器负担，二是采用系统自带的优化模式，也就是gcc - o系列，下面我将简述一下各级优化的过程以及实现。

gcc - o1 首先o1上面还有一个o0,那个是不提供任何优化，项目中几乎不会使用，而o1使用就非常广泛了，o1是最基本的优化，主要对代码的分支，表达式，常量来进行优化，编译器会在较短的时间下将代码变得更加短小，这样体积就会变得更小，会减少内存的占用率，在操作系统进行内存调度时就会更快。但是事情没有绝对的优点，当一个庞大的程序被拆碎细分的话，内存占用会大大增加，由于当今系统大多数都是多线程，就会出现卡顿和反应延迟。

gcc - o2 这个优化级别是o1的进阶，在上一级的基础上会进行更严格的细分，最重要的是加入了寄存器的使用。寄存器是cpu中重要的组成部分，此外还有运算器和控制器，计算机顾名思义，要进行各种庞杂的计算，由于cpu速度较快，所以计算的中间结果都会保存在寄存器中，这样可以大大提高系统的效率，但是寄存器造价高昂，数量有限，所以一般来说程序不会放在寄存器中，另一种将代码放在寄存器的方式是使用register修饰变量，适用于频繁调用的变量。

gcc - o3 这个优化属于非常强大的优化，因为编译器会进行预测，对循环每一层的预测，以便于将循环拆分，可以提高执行效率。编译器还会试图用已有的值来代替未知的值，并且还会用加代替乘，因为运算器的特性，乘法十分复杂耗时。当然o3的缺点最明显，那就是o3因为试图预测程序的走向，可能会出现误差，导致错误和程序不可逆转的走向。所以一般o3不建议使用。
以上就是关于优化的三个等级，对于优化，系统的优化还是机械的，程序员对于语言深刻的理解，巧妙地算法可能会更有意义。

总结