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C语言高效编程的的四大绝招

引言:

      编写高效简洁的C语言代码,是许多软件工程师追求的目标。本文就工作中的一些体会和经验做相关的阐述,不对的地方请各位指教。

      第一招:以空间换时间

      计算机程序中最大的矛盾是空间和时间的矛盾,那么,从这个角度出发逆向思维来考虑程序的效率问题,我们就有了解决问题的第1招--以空间换时间。

      例如:字符串的赋值。

      方法A:通常的办法:

    #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 ;

      使用的时候可以直接用指针来操作。

      从上面的例子可以看出,A和B的效率是不能比的。在同样的存储空间下,B直接使用指针就可以操作了,而A需要调用两个字符函数才能完成。B的缺点在于灵活性没有A好。在需要频繁更改一个字符串内容的时候,A具有更好的灵活性;如果采用方法B,则需要预存许多字符串,虽然占用了大量的内存,但是获得了程序执行的高效率。

      如果系统的实时性要求很高,内存还有一些,那我推荐你使用该招数。该招数的变招--使用宏函数而不是函数。举例如下:

      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);

      函数和宏函数的区别就在于,宏函数占用了大量的空间,而函数占用了时间。大家要知道的是,函数调用是要使用系统的栈来保存数据的,如果编译器里有栈检查选项,一般在函数的头会嵌入一些汇编语句对当前栈进行检查;同时,CPU也要在函数调用时保存和恢复当前的现场,进行压栈和弹栈操作,所以,函数调用需要一些CPU时间。而宏函数不存在这个问题。宏函数仅仅作为预先写好的代码嵌入到当前程序,不会产生函数调用,所以仅仅是占用了空间,在频繁调用同一个宏函数的时候,该现象尤其突出。

      D方法是我看到的最好的置位操作函数,是arm公司源码的一部分,在短短的三行内实现了很多功能,几乎涵盖了所有的位操作功能。C方法是其变体,其中滋味还需大家仔细体会。

      第二招:数学方法解决问题

      现在我们演绎高效C语言编写的第二招--采用数学方法来解决问题。数学是计算机之母,没有数学的依据和基础,就没有计算机的发展,所以在编写程序的时候,采用一些数学方法会对程序的执行效率有数量级的提高。举例如下,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

 

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