软件技术提高C语言编程能力的四大秘诀

米花 发表 于:8年前 浏览量:174

简洁而便利的C语言代码会让自己的工作更加轻松,同时一方面团队的合作,是很多工程师追求的目标,本文就工作中的一些体会和经验做相关的阐述。

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:

  1. #define LEN 32  
  2. char string1 [LEN];  
  3. memset (string1,0,LEN);  
  4. strcpy (string1,"This is a example!!");  
  5.  

方法B:

  1. const char string2[LEN] ="This is a example!";  
  2. char * cp;  
  3. cp = string2 ;  
  4.  

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:

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。

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。所以,现在我在编程序的时候,更多的是动脑筋找规律,最大限度地发挥数学的威力来提高程序运行的效率。

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,但是,灵活的位操作可以有效地提高程序运行的效率。运用这招需要注意的是,因为CPU的不同而产生的问题。比如说,在PC上用这招编写的程序,并 在PC上调试通过,在移植到一个16位机平台上的时候,可能会产生代码隐患。所以只有在一定技术进阶的基础下才可以使用这招。

第4招:汇编嵌入

高效C语言编程的必杀技,第四招--嵌入汇编。“在熟悉汇编语言的人眼里,C语言编写的程序都是垃圾”。这种说法虽然偏激了一些,但是却有它的道 理。汇编语言是效率最高的计算机语言,但是,不可能靠着它来写一个操作系统吧?所以,为了获得程序的高效率,我们只好采用变通的方法--嵌入汇编,混合编 程。方法I是最常见的方法,使用了1024次循环;方法J则根据平台不同做了区分,在arm平台下,用嵌入汇编仅用128次循环就完成了同样的操作。这里 有朋友会说,为什么不用标准的内存拷贝函数呢?这是因为在源数据里可能含有数据为0的字节,这样的话,标准库函数会提前结束而不会完成我们要求的操作。这 个例程典型应用于LCD数据的拷贝过程。根据不同的CPU,熟练使用相应的嵌入汇编,可以大大提高程序执行的效率。

虽然是必杀技,但是如果轻易使用会付出惨重的代价。这是因为,使用了嵌入汇编,便限制了程序的可移植性,使程序在不同平台移植的过程中,卧虎藏龙,险象环生!同时该招数也与现代软件工程的思想相违背,只有在迫不得已的情况下才可以采用。切记,切记。

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