Оптимизация функции сравнения строк в Delphi с использованием ассемблера для повышения скорости сортировки при наличии символа Chr(127) в начале строки.

Delphi , Синтаксис , Assembler

Введение

При работе с большими объемами данных в Delphi, особенно при сортировке строк, производительность становится критически важным фактором. Стандартная функция CompareStr может оказаться недостаточно эффективной в некоторых случаях, особенно когда строки содержат специальные символы, такие как Chr(127). В этой статье мы рассмотрим, как ускорить сравнение строк с помощью ассемблерных вставок, а также предложим альтернативные методы оптимизации.

Проблема стандартного сравнения строк

Функция CompareStr в Delphi работает корректно, но не всегда оптимальна, особенно если строки имеют специфические особенности (например, символ Chr(127) в начале). В таких случаях сравнение может замедляться из-за дополнительных проверок и особенностей работы кодировки.

Пример стандартного сравнения:

function CompareStringsDefault(const S1, S2: string): Integer;
begin
  Result := CompareStr(S1, S2);
end;

Решение: ассемблерная оптимизация

Для ускорения сравнения строк можно использовать ассемблерные инструкции, которые позволяют напрямую работать с регистрами процессора и минимизировать накладные расходы.

Реализация на ассемблере

Вот пример оптимизированной функции сравнения строк с использованием ассемблера:

function FastStringCompare(const S1, S2: string): Integer;
asm
  // Сохраняем регистры, которые будем использовать
  PUSH ESI
  PUSH EDI

  // Загружаем указатели на строки
  MOV ESI, [EAX]    // ESI = указатель на S1
  MOV EDI, [EDX]    // EDI = указатель на S2

  // Проверяем, не совпадают ли указатели
  CMP ESI, EDI
  JE @Equal

  // Проверяем, не является ли S1 пустой строкой
  TEST ESI, ESI
  JZ @S1Empty

  // Проверяем, не является ли S2 пустой строкой
  TEST EDI, EDI
  JZ @S2NotEmpty

  // Сравниваем строки побайтово
@CompareLoop:
  MOV AL, [ESI]     // Загружаем символ из S1
  MOV BL, [EDI]     // Загружаем символ из S2

  // Если символы не равны, выходим из цикла
  CMP AL, BL
  JNE @NotEqual

  // Если достигнут конец строки (нулевой байт), строки равны
  TEST AL, AL
  JZ @Equal

  // Переходим к следующим символам
  INC ESI
  INC EDI
  JMP @CompareLoop

@NotEqual:
  // Определяем, какая строка "меньше"
  SUB AL, BL
  MOVSX EAX, AL
  JMP @Exit

@Equal:
  XOR EAX, EAX      // Результат 0 (строки равны)
  JMP @Exit

@S1Empty:
  // Если S1 пуста, а S2 нет, S1 меньше
  TEST EDI, EDI
  JZ @Equal
  MOV EAX, -1
  JMP @Exit

@S2NotEmpty:
  // Если S2 пуста, а S1 нет, S1 больше
  MOV EAX, 1

@Exit:
  // Восстанавливаем регистры
  POP EDI
  POP ESI
end;

Преимущества ассемблерного подхода

1. Минимизация накладных расходов – ассемблерный код выполняется быстрее, так как исключает лишние проверки, характерные для высокоуровневых функций.
2. Прямой доступ к памяти – сравнение происходит побайтово без дополнительных вызовов.
3. Оптимизация под конкретный случай – можно добавить специальные проверки для Chr(127) или других символов.

Альтернативные методы оптимизации

Если ассемблерный подход кажется слишком сложным, можно использовать другие способы ускорения сравнения строк:

1. Использование StrComp из System.SysUtils

function FastStrComp(const S1, S2: PAnsiChar): Integer;
begin
  Result := StrComp(S1, S2);
end;

2. Предварительная обработка строк

Если известно, что строка может начинаться с Chr(127), можно заранее обработать её:

function PreprocessString(const S: string): string;
begin
  if (Length(S) > 0) and (S[1] = Chr(127)) then
    Result := Copy(S, 2, MaxInt)  // Удаляем первый символ
  else
    Result := S;
end;

Затем сравнивать уже обработанные строки стандартными методами.

3. Хеширование строк

Если сравнение выполняется многократно (например, при сортировке), можно вычислить хеши строк заранее:

function GetStringHash(const S: string): Cardinal;
var
  I: Integer;
begin
  Result := 0;
  for I := 1 to Length(S) do
    Result := Result * 31 + Ord(S[I]);  // Простейший хеш
end;

Заключение

Оптимизация сравнения строк в Delphi может значительно ускорить выполнение операций сортировки, особенно при работе с большими объемами данных. Ассемблерная реализация обеспечивает максимальную производительность, но требует аккуратного подхода. Альтернативные методы, такие как предварительная обработка строк или хеширование, также могут быть полезны в зависимости от конкретной задачи.

Рекомендуется тестировать разные подходы на реальных данных, чтобы выбрать наиболее эффективный вариант.

Пример использования оптимизированной функции:

var
  S1, S2: string;
  CmpResult: Integer;
begin
  S1 := #127 + 'TestString';
  S2 := #127 + 'AnotherString';

  CmpResult := FastStringCompare(S1, S2);

  if CmpResult < 0 then
    WriteLn('S1 < S2')
  else if CmpResult > 0 then
    WriteLn('S1 > S2')
  else
    WriteLn('S1 = S2');
end;

Таким образом, использование ассемблера и других методов оптимизации позволяет значительно повысить производительность при работе со строками в Delphi.

Создано по материалам из источника по ссылке.

В статье рассматривается оптимизация функции сравнения строк в Delphi с использованием ассемблера и альтернативных методов, таких как предварительная обработка и хеширование.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Assembler ::