11.3.2　公共子表达式消除

公共子表达式消除是一个普遍应用于各种编译器的经典优化技术，它的含义是：如果一个表达式E已经计算过了，并且从先前的计算到现在E中所有变量的值都没有发生变化，那么E的这次出现就成为了公共子表达式。对于这种表达式，没有必要花时间再对它进行计算，只需要直接用前面计算过的表达式结果代替E就可以了。如果这种优化仅限于程序的基本块内，便称为局部公共子表达式消除（Local Common Subexpression Elimination），如果这种优化的范围涵盖了多个基本块，那就称为全局公共子表达式消除（Global Common Subexpression Elimination）。举个简单的例子来说明它的优化过程，假设存在如下代码：

int d=（c b）12+a+（a+b * c）；

如果这段代码交给Javac编译器则不会进行任何优化，那生成的代码将如代码清单11-11所示，是完全遵照Java源码的写法直译而成的。

代码清单11-11　未做任何优化的字节码

iload_2//b

imul//计算b * c

bipush 12//推入12

imul//计算（c b）12

iload_1//a

iadd//计算（c b）12+a

iload_1//a

iload_2//b

iload_3//c

imul//计算b * c

iadd//计算a+b * c

iadd//计算（c b）12+a+（a+b * c）

istore 4

当这段代码进入到虚拟机即时编译器后，它将进行如下优化：编译器检测到“c b”与“b c”是一样的表达式，而且在计算期间b与c的值是不变的。因此，这条表达式就可能被视为：

int d=E*12+a+（a+E）；

这时，编译器还可能（取决于哪种虚拟机的编译器以及具体的上下文而定）进行另外一种优化：代数化简（Algebraic Simplification），把表达式变为：

int d=E13+a2；

表达式进行变换之后，再计算起来就可以节省一些时间了。如果读者还对其他的经典编译优化技术感兴趣，可以参考《编译原理》（俗称“龙书”，推荐使用Java的程序员阅读2006年版的“紫龙书”）中的相关章节。