Softwareentwicklung in C++ - ASC

100 5. Funktionen
Wenden wir uns aber jetzt der objektiven Performance zu, denn diese
ist einerseits wichtiger, andererseits schwerer zu beherrschen, wenn man
nicht sauber arbeitet. Insbesondere wirken sich hier Designfehler extrem aus!
Falsch gewählte Datenstrukturen, die nicht für das zu lösende Problem geeignet
sind, sind die ultimativen Killer. Genauso verhält es sich mit verworrenen
Programmen, die nur so vor Seiteneffekten strotzen. In diesen werden z.B.
dieselben Abfragen immer wieder durchgeführt, weil man sich nie sicher sein
kann, ob sich seit der letzten Abfrage vielleicht nicht doch etwas “hinten
herum” geändert hat.
Um jetzt nicht gleich ein ganzes Buch zum Thema Optimierung zu schreiben,
will ich nur ein paar Aspekte anführen, die man im Hinterkopf behalten
sollte:
• Der wichtigste Punkt bei der Optimierung ist, dass man niemals im Widerspruch
zu den Grundregeln einer sauberen, intuitiven, wartbaren, erweiterbaren
und modularen Softwarearchitektur stehen darf. Nur zu oft
sieht man, dass Programme so lange “mit der Brechstange” optimiert werden,
bis sich im Code niemand mehr auskennt. Bei der nächsten Änderung
macht sich große Verzweiflung breit und vor lauter Seiteneffekten hat man
das Resultat, das bereits zuvor angesprochen wurde: Die Software wird
immer langsamer!
• Ein altbekanntes Faktum bei der Optimierung ist, dass Speicherbedarfsund
Rechenzeitoptimierung nur allzu oft im Widerspruch zueinander stehen.
Es ist niemandem geholfen, wenn ein Programm ein wenig schneller
wird, sich aber dafür als enormer Speicherfresser bemerkbar macht. Durch
die Wahl geeigneter Datenstrukturen kann man allerdings eine gute Balance
herstellen.
• Bevor man überhaupt den Code angreift, um etwas zu optimieren, ist
es notwendig zu wissen, was man eigentlich optimiert. Oftmals wird der
Fehler gemacht, Programmteile auf Geschwindigkeit zu optimieren, die so
selten aufgerufen werden, dass sie nur einen sehr kleinen Bruchteil der
Gesamtrechenzeit benötigen. Damit hat man dann zwar sehr viel Arbeit
investiert, nur der Erfolg lässt zu wünschen übrig. Es ist unbedingt
notwendig, einen objektiven Test durchführen, um herauszufinden, welche
Vorgänge im Programm insgesamt am meisten Laufzeit in Anspruch nehmen.
Zumeist ist es so, dass zwischen 70% und 90% der Laufzeit von einer
Handvoll Funktionen verbraucht werden, weil diese einfach so oft aufgerufen
werden. Optimiert man an der richtigen Stelle, hat man auch schon
mit kleinen Verbesserungen eine relativ große Steigerung der Gesamtperformance
erreicht.
• Am allerwichtigsten überhaupt ist es, die insgesamt ausgeführte Codemenge
kurz zu halten. Dies kann man nur durch Wahl der geeigneten
Datenstrukturen und Algorithmen erreichen. Gerade hierbei werden die
gravierendsten Fehler gemacht, denn oft wird um wenige Zeilen Code ge-