編碼驗證演算法是一種驗證資料序列編碼格式的演算法，比較典型的有utf-8編碼驗證演算法。utf-8驗證演算法用於檢查資料序列是否符合utf-8編碼規範，比如說對常用utf-8編碼的郵件、網頁及應用資料做編碼驗證時，就可以使用utf-8驗證演算法。 本文以go語言開源社群的utf-8驗證演算法優化案例為例，講解通用的演算法分析、優化方法。1. go語言的utf-8編碼驗證演算法
go語言實現了utf-8編碼驗證演算法用於檢查utf-8編碼資料，主要基於utf-8的可變長編碼特點設計了驗證演算法，utf-8編碼使用1到4個位元組為每個字元編碼，ascii編碼屬於utf-8編碼長度為1個位元組的情況。 utf-8驗證演算法針對這個特點，先取乙個字元判斷是否屬於ascii編碼，再檢查是否屬於其他型別的utf-8編碼。**如下：
// 優化前的utf-8驗證演算法，先取乙個位元組檢查是否為ascii，再驗證字元是否屬於其他型別的utf-8編碼
func valid(p byte) bool
// 驗證byte字元是否屬於其他型別的utf8編碼
x := first[pi]
if x == xx
size := int(x & 7)
if i+size > n
accept := acceptranges[x>>4]
if c := p[i+1]; c < accept.lo || accept.hi < c else if size == 2 else if c := p[i+2]; c < locb || hicb < c else if size == 3 else if c := p[i+3]; c < locb || hicb < c
i += size
}return true
}
使用上述的utf-8驗證演算法對英文郵件內容進行編碼檢查時，需要進行1705次比較操作，如下圖：
由此可見，在需要驗證大量ascii編碼資料的場景下，優化前的utf-8編碼驗證演算法採用單個字元比較的方式檢查編碼，直到迴圈檢查完整個資料，演算法的執行耗時大，效能有待提公升。
針對utf-8編碼驗證演算法中處理ascii編碼字元檢查次數多、執行耗時大的問題，可以利用並行化程式設計思想，一次同時處理多個ascii編碼字元的檢查，減少比較的次數，加快驗證速度，提公升演算法效能。 go語言的utf-8驗證演算法應用了基於並行化程式設計思想的演算法優化方案，一次同時檢查8個ascii編碼，大大提公升了演算法的執行效能。 演算法優化前後的**對比如下：
優化後的**分析如下:
// 優化後的**，基於並行化程式設計思想，一次檢查8個byte是否為ascii字元
func valid(p byte) bool
p = p[8:]
}// 每次驗證乙個byte是否為utf-8編碼
......
}
優化後的彙編**如下：
分析發現，優化前的**，使用1個unit8變數儲存資料進行編碼驗證，對應到彙編**使用movbu指令取乙個b(1個byte)的資料到暫存器r4，一次驗證1個byte資料的編碼。 優化後的**，使用2個unit32變數儲存資料進行編碼驗證，對應到彙編**使用movwu指令分別取乙個w(4個byte)的資料到暫存器r3和r4，一次驗證8個byte資料的編碼。 該優化方法通過在go語言**中使用儲存資料更多的unit32變數型別，增加了彙編指令中暫存器儲存的資料量，在暫存器做比較操作時，實現了更多編碼資料的並行化驗證。
使用go benchmark測試優化前後的演算法效能，再用go benchstat對比優化前後的效能測試結果，整理到如下**：
測試項測試用例
優化前每操作耗時 time/op
優化後每操作耗時 time/op
耗時對比
benchmarkvalidtenasciichars-8
長度為10的byte切片
15.8 ns/op
8.00 ns/op
-49.37%
benchmarkvalidstringtenasciichars-8
長度為10的字串
12.8 ns/op
8.04 ns/op
-37.19%
[注]-8表示函式執行時的gomaxprocs值，ns/op表示函式每次執行的平均納秒耗時。
效能測試結果顯示，utf-8編碼驗證演算法優化後，驗證ascii編碼的平均耗時減小，效能提公升明顯最高達49%。
go語言的utf-8驗證演算法優化案例，從乙個具體的場景出發分析演算法存在的效能問題，給出了基於並行化程式設計思想的優化方案，並最終驗證了優化結果，是乙個值得學習借鑑的演算法優化實踐。 案例中的並行化程式設計思想不僅可以用於優化資料的編碼驗證，更是能用於優化資料的編碼、解碼、壓縮和儲存等多種場景。
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