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        C語言高效編程的幾招

        作者: 時間:2012-06-27 來源:網絡 收藏


        第2招:數學方法解決問題

          現在我們演繹高效編寫的第二招——采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,采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,是我的計算機啟蒙老師考我的。當時我只有小學三年級,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,仔細查看產生的匯編代碼就會明白,方法G調用了基本的取模函數和除法函數,既有函數調用,還有很多匯編代碼和寄存器參與運算;而方法H則僅僅是幾句相關的匯編,代碼更簡潔,效率更高。當然,由于編譯器的不同,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。相關匯編代碼就不在這里列舉了。
        運用這招需要注意的是,因為CPU的不同而產生的問題。比如說,在PC上用這招編寫的程序,并在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:匯編嵌入

          高效編程的必殺技,第四招——嵌入匯編。

          “在熟悉匯編語言的人眼里,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。匯編語言是效率最高的計算機語言,但是,不可能靠著它來寫一個操作系統吧?所以,為了獲得程序的高效率,我們只好采用變通的方法 ——嵌入匯編,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 ;I1024;I++)
        *(string2 + I) = *(string1 + I)
        方法J
        #ifdef _PC_
        int I;
        for (I =0 ;I1024;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,用嵌入匯編僅用128次循環就完成了同樣的操作。這里有朋友會說,為什么不用標準的內存拷貝函數呢?這是因為在源數據里可能含有數據為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。這個例程典型應用于LCD數據的拷貝過程。根據不同的CPU,熟練使用相應的嵌入匯編,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。這是因為,使用了嵌入匯編,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采用。切記,切記。

          使用C語言進行高效率編程,我的體會僅此而已。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。


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        關鍵詞: C語言 高效編程

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