プログラミングテクニックについて（C言語）．

質問

こんにちは．私は，大学でアプリケーションソフトをつくる作業を研究の一環としてやっています．C言語でコードを書いているのですが，計算処理の高速化を
実現したいと切に願っております．

例えば，以下のように2つの関数main とTest,があるとします．
そのとき,Testは計算結果を返さないとします．

#define MAX 100

void Test(i,j data);

int main(void)
{
double data[MAX][3]
for (i = 0; i <= MAX; i++ ){
for (j = 0; j <= MAX; j++){
//
Test(i,j data);
}
}
return 0;
}

この場合，毎回Test関数を呼ぶたびにdata配列を指すポインタを
渡し，さらにTest()関数内に定義されているローカル変数用のメモリ領域も
確保されます．

ということは，処理を高速化するためには
なるべくTest関数内の変数を
できるだけへらせばいいのでしょうか？

みなさんがプログラムを組むときに留意されているテクニックを
教えて頂きたいです．
できればVC++ver6.0でのデバックツールをどのように
つかってバグフィクスしておられるのかうかがいたいです．
以上、よろしく御願い致します．

回答No.4

ranx

terra5さんが百点満点の回答をして下さったので、後は蛇足と知りつつ、付け加えさせていただきます。
大学の研究の一環ということですので、長時間かけて解を出すようなプログラムもあるのでしょうね。
例えば60分で答を出すプログラムがあったとします。データをスタックに置くかヒープに置くか、
配列のアドレス計算や関数呼び出しのオーバーヘッドをどうやって減らすか、といったようなことを
一所懸命に考えてプログラムを修正したとします。そうした高速化では、55分くらいで処理が終わる
ようにできれば、ある意味で大成功だと思うのです。が、aki2001さんはそれで満足できますか？

それよりも、もっと根本的に処理を見直すことです。例えば、ご質問のプログラムではMAX×MAX=10000回
Test関数が呼び出されています。もし、ある条件の時にはTest関数を呼ぶ必要は無いということを見つけ
られれば、処理時間はぐっと短縮できる可能性があります。
例えば、jがiより大きい場合だけで良かったんだということになれば、
　for(i=0;i<=MAX;i++){
　 for(j=0;j<=MAX;j++){
　 if(i<j){
　 Test(i.j,data);
　 }
　 }
　}
で良いわけです。Test関数の呼び出しは半分近くに減ります。
　for(i=0;i<MAX;i++){
　 for(j=i+1;j<=MAX;j++){
　 Test(i,j,data)
　 }
　}
とすれば、もう少し速くなります。
terra5さんの「適切なアルゴリズム」の一つの例と考えて頂いて良いと思います。
（もちろん、適切かどうかは実際の状況によります。）

あと、前の回答で余計なことを書いてしまったかなと反省しているのですが、
double (*pdata)[3]; はdouble三つの要素から成る配列へのポインタです。
あとは int *p; とした場合に *p と p[0] が同じデータを示すということから類推して下さい。
くれぐれも見ずらいコーディングにならないように。

補足

ranx様，ご返事ありがとうございます．

＞aki2001さんはそれで満足できますか？
すみません，やはり処理の高速化にこだわりたいです．
人間はダイアログのＯＫなどを押して5秒以上たつと
おそいと感じるようなのです．
実際自分のアプリはintractiveなスピードではないです（泣）．
私の研究は処理の高速化に大きく関わっています．
ある人にいわせると「クソプログラム」といわれます．
従って，どうしてもそのスタック、ヒープの効率的な使用法、
または、関数のオーバーヘッド等について御教示して頂きたいのです．
もちろん自分でも勉強しますが，ネットサーフィンなどで
情報の取捨選択に時間を費やすよりも
できればranx氏が参考にしている適切なＵＲＬ等を
教えて頂ければと思っているのですが…．
「楽してるんじゃないか！」といわれそうですけれど…

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Test関数が呼び出されています。もし、ある条件の時にはTest関数を呼ぶ必要は無いということを見つけ
られれば、処理時間はぐっと短縮できる可能性があります。
例えば、jがiより大きい場合だけで良かったんだということになれば、
　for(i=0;i<=MAX;i++){
　 for(j=0;j<=MAX;j++){
　 if(i<j){
　 Test(i.j,data);
　 }
　 }
　}
で良いわけです。Test関数の呼び出しは半分近くに減ります。
　for(i=0;i<MAX;i++){
　 for(j=i+1;j<=MAX;j++){
　 Test(i,j,data)
　 }
　}
とすれば、もう少し速くなります。
terra5さんの「適切なアルゴリズム」の一つの例と考えて頂いて良いと思います。
（もちろん、適切かどうかは実際の状況によります。）
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たしかに上記考え方は，重要であると思います．
アルゴリズムとデータ構造をどのように構築するかとなやんでばかりで
ソースコードをかく手がとまってしまう．といった日々が私の場合多いです．
また，やっと考えたデータ構造でも処理がおそくふんだりけったりです．

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あと、前の回答で余計なことを書いてしまったかなと反省しているのですが、
double (*pdata)[3]; はdouble三つの要素から成る配列へのポインタです。
あとは int *p; とした場合に *p と p[0] が同じデータを示すということから類推して下さい。
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わかりました．ポインタ重要なのでこの際きちんとまなび直します．

御手数をお掛けしますが，御叱咤でもかまいません，アドバイスを
よろしく御願い致します．