TL-3cのさらなる高速化

  • (by K, 2019.06.10)

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  • tl3cでTL-3を38行も削減したわけですが、これは単に短くなっただけではなく、高速にもなっています。なぜならプログラムの実行に際してvarNumber()を呼び出さなくてもよくなったからです。・・・では、さらに高速にする方法はないのでしょうか・・・あります!
  • TL-2cで速度向上の足かせになっているのはstrcmp()です。だからこれを呼び出さずに処理する方法を考えればいいのです。どうすればいいかというと、varNum[]には変数名や定数やそのほかの予約語に対応する番号が入っているので、この値を見ればstrcmp()の代わりができるはずです。・・・TL-2cでは、「;」や「print」などが何番目に登録されるのか事前にはわからないので、ちょっと比較がやりにくいです。ということで、事前にこの予約語に対応する番号は何番であるとこちらから定義してしまうことにします。こうすれば比較は簡単になります。
  • 本当は#defineやenumを使ってプログラムをきれいにすべきなのですが、そうすると行数が急に増えて、複雑さが一気に増したかのように誤解されるかもしれないので、あえて定数をそのまま使っています。
  • ここまでのまとめ:
    オリジナルコンパクト版(c)予約語定義型(d)
    TL-165行52行
    TL-2137行104行
    TL-3154行119行123行
  • 実行速度の比較(1億回ループ):
    TL-3TL-3cTL-3dTJ-02TJ-03TJ-20TJ-21
    38.44秒28.97秒1.106秒9.824秒0.169秒0.061秒0.032秒
    • これを見ると、TL-3dはTL-3cに比べて3行しか増えていないのに、劇的な高速化に成功していることがわかります。
    • とはいえ、どんなに頑張ってもJITコンパイラには追い付けませんが・・・。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

typedef unsigned char *String;	// こう書くと String は unsigned char * の代用になる.

void loadText(int argc, const char **argv, unsigned char *t, int siz) → TL-1と同じなので省略

int isAlphabet(unsigned char c) → TL-2cと同じなので省略

int lexer(String s, String b, String t[]) → TL-2cと同じなので省略

int main(int argc, const char **argv)
{
    static String def[] = { ";", "=", "+", "-", "print", "while", "(", "<", ")", "{", "}", "time", 0 };
    int i, vars, pc, pc1, wpc = 0, var[256], varNum[1000];	// 変数と変数番号.
    String t[1000], varName[256];	// トークンと変数名.
    unsigned char txt[10000], buf[10000]; // ソースコードとトークン用のバッファ.
    loadText(argc, argv, txt, 10000);
    pc1 = lexer(txt, buf, t);
    t[pc1] = t[pc1 + 1] = t[pc1 + 2] = t[pc1 + 3] = "";	// エラー表示用のために末尾にいくつか長さ0の文字列を登録しておく.
    for (vars = 0; def[vars] != 0; vars++) // 予約語の定義.
        varName[vars] = def[vars];
    for (pc = 0; pc < pc1; pc++) {
        for (i = 0; i < vars; i++) { // 登録済みの中から探す.
            if (strcmp(t[pc], varName[i]) == 0) break;
        }
        varNum[pc] = i;
        if (i < vars) continue;
        var[i] = strtol(t[pc], 0, 0);	// 初期値を設定.
        varName[i] = t[pc]; // 見つからなかったので新規登録.
        vars++;
    }
    for (pc = 0; pc < pc1; pc++) {
        if (varNum[pc + 1] == 1 /* = */) { // 2単語目が"=".
            if (varNum[pc + 3] == 0 /* ; */) { // 単純代入.
                var[varNum[pc]] = var[varNum[pc + 2]];
            } else if (varNum[pc + 3] == 2 /* + */ && varNum[pc + 5] == 0 /* ; */) {  // 加算.
                var[varNum[pc]] = var[varNum[pc + 2]] + var[varNum[pc + 4]];
            } else if (varNum[pc + 3] == 3 /* - */ && varNum[pc + 5] == 0 /* ; */) {  // 減算.
                var[varNum[pc]] = var[varNum[pc + 2]] - var[varNum[pc + 4]];
            } else
                goto err;
        } else if (varNum[pc] == 5 /* while */ && varNum[pc + 1] == 6 /* ( */ && varNum[pc + 3] == 7 /* < */ && varNum[pc + 5] == 8 /* ) */ && varNum[pc + 6] == 9 /* { */) {
            wpc = pc;
            if (var[varNum[pc + 2]] < var[varNum[pc + 4]]) {
                pc += 7 - 1;
            } else {	// 条件不成立なので } の次まで読み飛ばす.
                while (pc < pc1 && varNum[pc] != 10 /* } */)
                    pc++;
            }
            continue;
        } else if (varNum[pc] == 10 /* } */) {
            pc = wpc - 1;
            continue;
        } else if (varNum[pc] == 11 /* time */ && varNum[pc + 1] == 0 /* ; */) { // time.
            printf("time=%.3f[sec]\n", clock() / (double) CLOCKS_PER_SEC);
        } else if (varNum[pc] == 4 /* print */ && varNum[pc + 2] == 0 /* ; */) { // print.
            printf("%d\n", var[varNum[pc + 1]]);
        } else
            goto err;
        while (varNum[pc] != 0 /* ; */)
            pc++;
    }
    exit(0);
err:
    printf("syntax error : %s %s %s %s\n", t[pc], t[pc + 1], t[pc + 2], t[pc + 3]);
    exit(1);
}

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Last-modified: 2019-06-11 (火) 08:55:54 (129d)