Eficiencia en uso de recursos y memoria

Programación avanzada C++

Repaso

• Recordemos qué es un algoritmo

Un algoritmo es:

• Una secuencia de pasos para resolver un problema, sus características son:– Independiente: Del lenguaje de programación y de

la máquina. – Definido: De pasos claros y concretos. – Finito: En el número de pasos que usará. – Preciso: Cada paso arroja un cálculo correcto. – Recibe datos: Debe poseer datos de entrada.

Recursos necesarios para un programa

• Tiempo de procesador• Memoria RAM• Uso de recursos de procesador

• Los recursos no son infinitos, por eso se debe analizar la eficiencia y desempeño de cada algoritmo, para encontrar el equilibrio adecuado entre realizar la tarea del programa usando la menor cantidad de recursos posibles.

Tiempo de ejecución

• Tiempo de Ejecución– El tiempo de Ejecución de un programa se mide en

función de N, lo que designaremos como T(N).– Esta función se puede calcular físicamente

ejecutando el programa acompañados de un reloj, o calcularse directamente sobre el código, contando las instrucciones a ser ejecutadas y multiplicando por el tiempo requerido por cada instrucción.

Tiempo de ejecución (cont.)

• Así, un trozo sencillo de código como:S1;for(int x = 0; x < N; x++) S2;

Va a tardar: T(N) = t1 + t2 * N

• Donde t1 es el tiempo que lleva ejecutar la serie S1 de sentencias, y t2 es el que lleva la serie S2.

Tiempo de ejecución (cont.)

• Habitualmente todos los algoritmos contienen alguna sentencia condicional o selectiva, haciendo que las sentencias ejecutadas dependan de la condición lógica, esto hace que aparezca más de un valor para T(N), es por ello que debemos hablar de un rango de valores:

Tmin(N) ≤ T(N) ≤ Tmax(N)

Ejemplo práctico para calcular tiempo de ejecución.

#include <iostream>#include <time.h> //librería para calcular tiempo de ejecución#include <math.h> //librería para obtener números aleatorios

using namespace std;

void tiempoProc1(void);//procedimiento que contiene instrucciones para calcular

// tiempo que tarda cierto algoritmo

int main(){ tiempoProc1(); //procedimiento para calcular el tiempo que tarda

cierto //algoritmo

system("pause"); return 0;}//fin main

void tiempoProc1(void){ int inicio, fin, t; float tiempoSeg; inicio = clock();//guarda tiempo inicial

/*Código a calcular el tiempo---lo podemos cambiar para ver cómo se comportan diferentes algoritmos*/ for (int i = 0; i<1000; i++) cout <<i<<"\n";/*Se puede poner el código al cuál queremos calcular el tiempo*/

fin = clock();//guarda tiempo final t = fin - inicio;//calcula tiempo transcurrido tiempoSeg=((float)t) / CLOCKS_PER_SEC;//investiga qué // significa esta línea cout << "El tiempo transcurrido fue: " << tiempoSeg << "\n";}//fin tiempoProc1

Probemos este código con varios sub-algoritmos

Usando el ejemplo anterior, investiga y responde lo siguiente

¿Cuánto tarda en ejecutarse este ciclo for?

for(int i=0; i<1000;i++) cout <<i<<"\n";

¿Cuánto tarda este procedimiento de arreglo estático?

void arregloEstatico(void){ int aE[10]; //aquí se declara el arreglo estático cuyo tamaño fijo //está definido por la constante TAM srand(5);//"semilla" para generar números aleatorios cout << "\nARREGLO ESTATICO\n"; //ciclo para llenar el arreglo estático for (int i = 0; i < 10; i++){ cout << "\nElemento " << i << " del arreglo: "; aE[i] = rand(); cout << aE[i]; } cout << "\n";//imprime en pantalla una línea en blanco

//ciclo para mostrar arreglo estático for (int i = 0; i < 10; i++) cout << aE[i] << " ";

cout << "\n";//imprime en pantalla una línea en blanco}//fin procedimiento arregloEstatico

¿Cuánto tarda este procedimiento de arreglo dinámico?

void arregloDinamico(void){ int tamDin = 0; //variable para que el usuario indique el tamaño del arreglo que quiere cout << "\nARREGLO DINAMICO\n"; cout << "Calcula el tamaño del arreglo de enteros: ";//indica a usuario tamaño deseado

srand(5);//"semilla" para generar números aleatorios tamDin = rand(); //se guarda el tamaño en variable tamDin cout << " " << tamDin << "\n";//se muestra el tamaño aleatorio elegido

int *pArregloDin; //apuntador para guardar dirección de inicio del arreglo dinámico pArregloDin = new int[tamDin]; //se aparta memoria dinámica para el arreglo pArregloDin

//ciclo para llenar los elementos del arreglo dinámico for (int i = 0; i < tamDin; i++){ cout << "\nElemento " << i << " ";//pide al usuario ingrese cada uno de //los elementos del arreglo pArregloDin[i] = rand(); }//fin for cout << "\n";//imprime en pantalla una línea en blanco

//ciclo para mostrar arreglo dinámico for (int i = 0; i < tamDin; i++) cout << pArregloDin[i] << " "; //fin for cout << "\n";//imprime en pantalla una línea en blanco delete pArregloDin; //librea la memoria dinámica reservada para el arreglo}//fin procedimiento arreglo dinámico

Fin del primer elemento de eficiencia de uso