让C程序更有效率的10种方法

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更多发布于：2011-09-06 06:41

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	任何代码的美丽不仅在于找到一个给定的问题的解决方案，但在它的简单性，有效性，紧凑性和效率(内存)。设计的代码比实际执行更难。因此，每一个程序员当用C语言开发时，都应该保持这些基本的东西在头脑中。　　本文向你介绍规范你的C代码的10种方法。　　1. 避免不必要的函数调用　　考虑下面的2个函数：　　void str_print( char str ) 　　{ 　　int i; 　　for ( i = 0; i < strlen ( str ); i++ ) { 　　printf("%c",str[ i ] ); 　　} 　　} 　　void str_print1 ( char str ) 　　{ 　　int len; 　　len = strlen ( str ); 　　for ( i = 0; i < len; i++ ) { 　　printf("%c",str[ i ] ); 　　} 　　} 　　请注意这两个函数的功能相似。然而，第一个函数调用strlen()函数多次，而第二个函数只调用函数strlen()一次。因此第一个函数性能明显比第二个好。　　2、避免不必要的内存引用　　这次我们再用2个例子来对比解释：　　int multiply ( int num1 , int num2 ) 　　{ 　　num1 = num2; 　　num1 += num2; 　　return num1; 　　} 　　int multiply1 ( int num1 , int num2 ) 　　{ 　　num1 = 2 * num2; 　　return num1; 　　} 　　同样，这两个函数具有类似的功能。所不同的是在第一个函数( 1 for reading num1 , 2 for reading num2 and 2 for writing to num1)有5个内存的引用，而在第二个函数是只有2个内存引用(one for reading num2 and one for writing to num1)。现在你认为哪一个好些? 　　3、节约内存(内存对齐和填充的概念) 　　struct { 　　char c; 　　int i; 　　short s; 　　}str_1; 　　struct { 　　char c; 　　short s; 　　int i; 　　}str_2; 假设一个字符需要1个字节，short占用2个字节和int需要4字节的内存。起初，我们会认为上面定义的结构是相同的，因此占据相同数量的内存。然而，而str_1占用12个字节，第二个结构只需要8个字节?这怎么可能呢? 　　请注意，在第一个结构，3个不同的4个字节被分配到三种数据类型，而在第二个结构的前4个自己char和short可以被采用，int可以采纳在第二个的4个字节边界(一共8个字节)。　　4、使用无符号整数，而不是整数的，如果你知道的值将永远是否定的。　　有些处理器可以处理无符号的整数比有符号整数的运算速度要快。(这也是很好的实践，帮助self-documenting代码)。　　5、在一个逻辑条件语句中常数项永远在左侧。　　int x = 4; 　　if ( x = 1 ) { 　　x = x + 2; 　　printf("%d",x); // Output is 3 　　} 　　int x = 4; 　　if ( 1 = x ) { 　　x = x + 2; 　　printf("%d",x); // Compilation error 　　} 　　使用“=”赋值运算符，替代“==”相等运算符，这是个常见的输入错误。常数项放在左侧，将产生一个编译时错误，让你轻松捕获你的错误。注：“=”是赋值运算符。 b = 1会设置变量b等于值1。 “==”相等运算符。如果左侧等于右侧，返回true，否则返回false。　　6、在可能的情况下使用typedef替代macro。当然有时候你无法避免macro，但是typedef更好。　　typedef int INT_PTR; 　　INT_PTR a , b; 　　# define INT_PTR int; 　　INT_PTR a , b; 　　在这个宏定义中，a是一个指向整数的指针，而b是只有一个整数声明。使用typedef a和b都是整数的指针。　　7、确保声明和定义是静态的，除非您希望从不同的文件中调用该函数。　　在同一文件函数对其他函数可见，才称之为静态函数。它限制其他访问内部函数，如果我们希望从外界隐藏该函数。现在我们并不需要为内部函数创建头文件，其他看不到该函数。　　静态声明一个函数的优点包括：　　A)两个或两个以上具有相同名称的静态函数，可用于在不同的文件。　　B)编译消耗减少，因为没有外部符号处理。　　让我们做更好的理解，下面的例子：　　/first_file.c/ 　　static int foo ( int a ) 　　{ 　　/Whatever you want to in the function/ 　　} 　　/second_file.c/ 　　int foo ( int ) 　　int main() 　　{ 　　foo(); // This is not a valid function call as the function foo can only be called by any other function within first_file.c where it is defined. 　　return 0; 　　} 　　8、使用Memoization，以避免递归重复计算　　考虑Fibonacci(斐波那契)问题;Fibonacci问题是可以通过简单的递归方法来解决：　　int fib ( n ) 　　{ 　　if ( n == 0 \|\| n == 1 ) { 　　return 1; 　　} 　　else { 　　return fib( n - 2 ) + fib ( n - 1 ); 　　} 　　} 注：在这里，我们考虑Fibonacci 系列从1开始，因此，该系列看起来：1，1，2，3，5，8，...* 注意：从递归树，我们计算fib(3)函数2次，fib(2)函数3次。这是相同函数的重复计算。如果n非常大，fib 　　这个简单的技术叫做Memoization，可以被用在递归，加强计算速度。　　fibonacci 函数Memoization的代码，应该是下面的这个样子：　　int calc_fib ( int n ) 　　{ 　　int val[ n ] , i; 　　for ( i = 0; i <=n; i++ ) { 　　val[ i ] = -1; // Value of the first n + 1 terms of the fibonacci terms set to -1 　　} 　　val[ 0 ] = 1; // Value of fib ( 0 ) is set to 1 　　val[ 1 ] = 1; // Value of fib ( 1 ) is set to 1 　　return fib( n , val ); 　　} 　　int fib( int n , int* value ) 　　{ 　　if ( value[ n ] != -1 ) { 　　return value[ n ]; // Using memoization 　　} 　　else { 　　value[ n ] = fib( n - 2 , value ) + fib ( n - 1 , value ); // Computing the fibonacci term 　　} 　　return value[ n ]; // Returning the value 　　} 　　这里calc_fib( n )函数被main()调用。　　9、避免悬空指针和野指针　　一个指针的指向对象已被删除，那么就成了悬空指针。野指针是那些未初始化的指针，需要注意的是野指针不指向任何特定的内存位置。　　void dangling_example() 　　{ 　　int dp = malloc ( sizeof ( int )); 　　/......../ 　　free( dp ); // dp is now a dangling pointer 　　dp = NULL; // dp is no longer a dangling pointer 　　} 　　void wild_example() 　　{ 　　int ptr; // Uninitialized pointer 　　printf("%u"\n",ptr ); 　　printf("%d",*ptr ); 　　} 　　当遭遇这些指针，程序通常是”怪异“的表现。　　10、永远记住释放你分配给程序的任何内存。上面的例子就是如果释放dp指针(我们使用malloc()函数调用)。