Оптимизация задачи вычисления следа матрицы на C

реши задачу на языке си максимально оптимизировано: На вход подаётся бинарный файл в следующем формате: первые два байта являются целым числом, которое не превышает 2000 и задаёт размер квадратной матрицы, затем следуют целочисленные 32х битные элементы матрицы. Все числа находятся в представлении big-endian. Требуется отыскать след матрицы и вывести его в бинарный файл в виде 64х битного целого числа в формате big-endian.

Комментарии к примеру

Поскольку бинарный файл не может быть вставлен в тектовое условие задачи, в таблице внизу приведены значение всех байтов файла в 16-ричном виде. Каждый байт задаёт пара 16-ричных чисел. Таким образом, значение каждого байта можте быть от 0016 до FF16 (это 25510). В первом примере размер диагональной матрицы равен 1 (матрица 1x1), единственный элемент тоже равен одному, след матрицы также равен 1. Во втором примере задана матрица 2x2 со следом 0.

Скачать приведённые примеры в бинар

_t), 1, inputFile);

// Преобразование из big-endian в little-endian
size = (size >> 8) | (size << 8);

// Проверка на допустимый размер
if (size > 2000) {
    fprintf(stderr, "Matrix size exceeds the limit of 2000.\n");
    fclose(inputFile);
    fclose(outputFile);
    return 1;
}

// Выделение памяти для матрицы
int32_t *matrix = (int32_t *)malloc(size * size * sizeof(int32_t));
if (!matrix) {
    perror("Memory allocation failed");
    fclose(inputFile);
    fclose(outputFile);
    return 1;
}

// Чтение элементов матрицы
for (uint16_t i = 0; i < size; i++) {
    for (uint16_t j = 0; j < size; j++) {
        int32_t value;
        fread(&value, sizeof(int32_t), 1, inputFile);
        // Преобразование из big-endian в little-endian
        value = (value >> 24) | ((value >> 8) & 0x0000FF00) | ((value << 8) & 0x00FF0000) | (value << 24);
        matrix[i * size + j] = value;
    }
}

// Вычисление следа матрицы
int64_t trace = 0;
for (uint16_t i = 0; i < size; i++) {
    trace += matrix[i * size + i];
}

// Запись следа в выходной файл в big-endian формате
int64_t traceBigEndian = (trace >> 56) | ((trace >> 40) & 0x000000000000FF00) | 
                         ((trace >> 24) & 0x00000000FF000000) | ((trace >> 8) & 0x00FF000000000000) | 
                         ((trace << 8) & 0xFF00000000000000) | ((trace << 24) & 0x0000FF0000000000) | 
                         ((trace << 40) & 0x000000FF00000000) | (trace << 56);

fwrite(&traceBigEndian, sizeof(int64_t), 1, outputFile);

// Освобождение ресурсов
free(matrix);
fclose(inputFile);
fclose(outputFile);

return 0;

}

### Объяснение кода:
- Мы открываем входной и выходной файлы.
- Читаем размер матрицы и преобразуем его из big-endian в little-endian.
- Проверяем, что размер матрицы не превышает 2000.
- Выделяем память для хранения элементов матрицы и читаем их, также преобразуя из big-endian.
- Вычисляем след матрицы, суммируя элементы на главной диагонали.
- Записываем след в выходной файл в формате big-endian.
- Освобождаем выделенную память и закрываем файлы.

Этот код должен быть достаточно оптимизированным для выполнения поставленной задачи.