Codeoptimierung

CodeOptimierung bezeichnet den Prozess der Änderung von Quellcode, um Ressourcenverbrauch wie Laufzeit, Speicherbedarf oder Energieverbrauch zu reduzieren, bei Gewährleistung der Richtigkeit des Programms. Ziel ist oft eine bessere Leistung bei gleichbleibender oder akzeptabler Lesbarkeit und Wartbarkeit.

Ein zentraler Grundsatz ist Messung vor Veränderung: Profiling identifiziert Engpässe, sodass Optimierungen gezielt erfolgen. Premature optimization vermeiden; Veränderungen sollten auf belastbaren Messungen beruhen und Regressionen vermeiden.

Zu den gängigen Techniken gehören algorithmische Verbesserungen (z. B. Austausch eines O(n^2)-Verfahrens gegen ein O(n log n)-Verfahren), die Wahl geeigneter Datenstrukturen, Reduzierung unnötiger Speicherallokationen, Caching und Memoisierung, Streaming statt Laden ganzer Datenmengen, sowie Optimierungen auf Ebene der Sprache und des Compilers (Inlining, Loop-Unrolling, spezielle Compiler-Flags). Parallelisierung, Vektorisierung und bessere Speicherzugriffs-Muster erhöhen oft die Effektivität auf modernen CPUs.

Praktiken und Werkzeuge: Profiling-Tools, Benchmarks, statische Analyse und Code-Reviews helfen, Engpässe zu finden. Automatisierte Tests und Regressionstests sichern Korrektheit. Portabilität, Wartbarkeit und Lesbarkeit sollten bei der Optimierung berücksichtigt werden.

Typische Fallstricke: Optimierungen können die Lesbarkeit verschlechtern, nicht-portable sein oder unreproduzierbare Leistung liefern. Optimierungen sollten messbar sein und durch Tests validiert werden.