C語言高效編程的幾個絕招

編寫高效簡潔的C語言代碼,是許多軟件工程師追求的目標。下面,本站小編給大家整理了C語言高效編程的幾個絕招,希望對大家有所幫助。

C語言高效編程的幾個絕招

  第1招:以空間換時間

計算機程序中最大的矛盾是空間和時間的矛盾,那麼,從這個角度出發逆向思維來考慮程序的效率問題,我們就有了解決問題的第1招——以空間換時間。

例如:字符串的賦值。

方法A,通常的辦法:

#define LEN 32

char string1 [LEN];

memset (string1,0,LEN);

strcpy (string1,“This is a example!!”);

方法B:

const char string2[LEN] =“This is a example!”;

char * cp;

cp = string2 ;

(使用的時候可以直接用指針來操作。)

從上面的例子可以看出,A和B的效率是不能比的。在同樣的存儲空間下,B直接使用指針就可以操作了,而A需要調用兩個字符函數才能完成C語言高效編程的幾招C語言高效編程的幾招。B的缺點在於靈活性沒有A好。在需要頻繁更改一個字符串內容的時候,A具有更好的靈活性;如果採用方法B,則需要預存許多字符串,雖然佔用了大量的內存,但是獲得了程序執行的高效率。

如果系統的實時性要求很高,內存還有一些,那我推薦你使用該招數。

該招數的變招——使用宏函數而不是函數!。舉例如下:

方法C:

#define bwMCDR2_ADDRESS 4

#define bsMCDR2_ADDRESS 17

int BIT_MASK(int __bf)

{

return ((1U << (bw ## __bf)) - 1) << (bs ## __bf);

}

void SET_BITS(int __dst, int __bf, int __val)

{

__dst = ((__dst) & ~(BIT_MASK(__bf)))

(((__val) << (bs ## __bf)) & (BIT_MASK(__bf))))

}

SET_BITS(MCDR2, MCDR2_ADDRESS, RegisterNumber);

方法D:

#define bwMCDR2_ADDRESS 4

#define bsMCDR2_ADDRESS 17

#define bmMCDR2_ADDRESS BIT_MASK(MCDR2_ADDRESS)

#define BIT_MASK(__bf) (((1U << (bw ## __bf)) - 1) << (bs ## __bf))

#define SET_BITS(__dst, __bf, __val)

((__dst) = ((__dst) & ~(BIT_MASK(__bf)))

(((__val) << (bs ## __bf)) & (BIT_MASK(__bf))))

SET_BITS(MCDR2, MCDR2_ADDRESS, RegisterNumber);

函數和宏函數的區別就在於,宏函數佔用了大量的空間,而函數佔用了時間。大家要知道的是,函數調用是要使用系統的棧來保存數據的,如果編譯器裏有棧檢查選項,一般在函數的頭會嵌入一些彙編語句對當前棧進行檢查;同時,CPU也要在函數調用時保存和恢復當前的現場,進行壓棧和彈棧操作,所以,函數調用需要一些CPU時間。而宏函數不存在這個問題。宏函數僅僅作爲預先寫好的代碼嵌入到當前程序,不會產生函數調用,所以僅僅是佔用了空間,在頻繁調用同一個宏函數的時候,該現象尤其突出D方法是我看到的最好的置位操作函數,是ARM公司源碼的一部分,在短短的三行內實現了很多功能,幾乎涵蓋了所有的位操作功能C語言高效編程的幾招計算機考試。C方法是其變體,其中滋味還需大家仔細體會。

  第2招:數學方法解決問題

現在我們演繹高效C語言編寫的第二招——採用數學方法來解決問題。

數學是計算機之母,沒有數學的依據和基礎,就沒有計算機的發展,所以在編寫程序的時候,採用一些數學方法會對程序的執行效率有數量級的提高。

舉例如下,求 1~100的和。

方法E

int I , j;

for (I = 1 ;I<=100; I ++){

j += I;

}

方法F

int I;

I = (100 * (1+100)) / 2

這個例子是我印象最深的一個數學用例,是我的計算機啓蒙老師考我的。當時我只有國小三年級,可惜我當時不知道用公式 N×(N+1)/ 2 來解決這個問題。方法E循環了100次才解決問題,也就是說最少用了100個賦值,100個判斷,200個加法(I和j);而方法F僅僅用了1個加法,1次乘法,1次除法。效果自然不言而喻。所以,現在我在編程序的時候,更多的是動腦筋找規律,最大限度地發揮數學的威力來提高程序運行的'效率。

  第3招:使用位操作

實現高效的C語言編寫的第三招——使用位操作,減少除法和取模的運算。

在計算機程序中,數據的位是可以操作的最小數據單位,理論上可以用“位運算”來完成所有的運算和操作。一般的位操作是用來控制硬件的,或者做數據變換使用,但是,靈活的位操作可以有效地提高程序運行的效率。舉例如下:

方法G

int I,J;

I = 257 /8;

J = 456 % 32;

方法H

int I,J;

I = 257 >>3;

J = 456 - (456 >> 4 << 4);

在字面上好像H比G麻煩了好多,但是,仔細查看產生的彙編代碼就會明白,方法G調用了基本的取模函數和除法函數,既有函數調用,還有很多彙編代碼和寄存器參與運算;而方法H則僅僅是幾句相關的彙編,代碼更簡潔,效率更高。當然,由於編譯器的不同,可能效率的差距不大,但是,以我目前遇到的MS C ,ARM C 來看,效率的差距還是不小。相關彙編代碼就不在這裏列舉了。

運用這招需要注意的是,因爲CPU的不同而產生的問題。比如說,在PC上用這招編寫的程序,並在PC上調試通過,在移植到一個16位機平臺上的時候,可能會產生代碼隱患。所以只有在一定技術進階的基礎下才可以使用這招。

  第4招:彙編嵌入

高效C語言編程的必殺技,第四招——嵌入彙編。“在熟悉彙編語言的人眼裏,C語言編寫的程序都是垃圾”。這種說法雖然偏激了一些,但是卻有它的道理。彙編語言是效率最高的計算機語言,但是,不可能靠着它來寫一個操作系統吧?所以,爲了獲得程序的高效率,我們只好採用變通的方法 ——嵌入彙編,混合編程。

舉例如下,將數組一賦值給數組二,要求每一字節都相符。

char string1[1024],string2[1024];

方法I

int I;

for (I =0 ;I<1024;I++)

*(string2 + I) = *(string1 + I)

方法J

#ifdef _PC_

int I;

for (I =0 ;I<1024;I++)

*(string2 + I) = *(string1 + I);

#else

#ifdef _ARM_

__asm

{

MOV R0,string1

MOV R1,string2

MOV R2,#0

loop:

LDMIA R0!, [R3-R11]

STMIA R1!, [R3-R11]

ADD R2,R2,#8

CMP R2, #400

BNE loop

}

#endif

方法I是最常見的方法,使用了1024次循環;方法J則根據平臺不同做了區分,在ARM平臺下,用嵌入彙編僅用128次循環就完成了同樣的操作。這裏有朋友會說,爲什麼不用標準的內存拷貝函數呢?這是因爲在源數據裏可能含有數據爲0的字節,這樣的話,標準庫函數會提前結束而不會完成我們要求的操作。這個例程典型應用於LCD數據的拷貝過程。根據不同的CPU,熟練使用相應的嵌入彙編,可以大大提高程序執行的效率。 雖然是必殺技,但是如果輕易使用會付出慘重的代價。C語言高效編程的幾招計算機考試。這是因爲,使用了嵌入彙編,便限制了程序的可移植性,使程序在不同平臺移植的過程中,臥虎藏龍,險象環生!同時該招數也與現代軟件工程的思想相違背,只有在迫不得已的情況下才可以採用。切記,切記。

使用C語言進行高效率編程,小編的體會僅此而已。在此以本文拋磚引玉,還請各位高手共同切磋。希望各位能給出更好的方法,大家一起提高我們的編程技巧。