C语言高效编程四大秘技.docx

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1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：

#defineLEN32

charstring1[LEN];

memset(string1,0,LEN);

strcpy(string1,“Thisisaexample!!”）;

方法B：

constcharstring2[LEN]=“Thisisaexample!”;

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：

#definebwMCDR2_ADDRESS4

#definebsMCDR2_ADDRESS17

intBIT_MASK(int__bf)

{

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

}

voidSET_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：

#definebwMCDR2_ADDRESS4

#definebsMCDR2_ADDRESS17

#definebmMCDR2_ADDRESSBIT_MASK(MCDR2_ADDRESS)

#defineBIT_MASK(__bf)(((1U<<(bw##__bf))-1)<<(bs##__bf))

#defineSET_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2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

intI,j;

for(I=1;I<=100;I++）{

j+=I;

}

方法F

intI;

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

这个例子是我印象最深的一个数学用例，是我的计算机启蒙老师考我的。当时我只有小学三年级，可惜我当时不知道用公式N×（N+1）/2来解决这个问题。方法E循环了100次才解决问题，也就是说最少用了100个赋值，100个判断，200个加法（I和j）；而方法F仅仅用了1个加法，1次乘法，1次除法。效果自然不言而喻。所以，现在我在编程序的时候，更多的是动脑筋找规律，最大

第3招：使用位操作，减少除法和取模的运算

在计算机程序中，数据的位是可以操作的最小数据单位，理论上可以用“位运算”来完成所有的运算和操作。一般的位操作是用来控制硬件的，或者做数据变换使用，