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      如何優化C語言代碼

      更新時間: 2006-03-13 16:46:56來源: 粵嵌教育瀏覽量:2629

        1、選擇合適的算法和數據結構
        應該熟悉算法語言,知道各種算法的優缺點,具體資料請參見相應的參考資料,有很多計算機書籍上都有介紹。將比較慢的順序查找法用較快的二分查找或亂序查找法代替,插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替,都可以大大提高程序執行的效率。.選擇一種合適的數據結構也很重要,比如你在一堆隨機存放的數中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。數組與指針語句具有十分密碼的關系,一般來說,指針比較靈活簡潔,而數組則比較直觀,容易理解。對于大部分的編譯器,使用指針比使用數組生成的代碼更短,執行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數組比使用的指針生成的代碼更短。。

        2。。。

        3、使用盡量小的數據類型

      能夠使用字符型(char)定義的變量,就不要使用整型(int)變量來定義;能夠使用整型變量定義的變量就不要用長整型(long int),能不使用浮點型(float)變量就不要使用浮點型變量。當然,在定義變量后不要超過變量的作用范圍,如果超過變量的范圍賦值,C編譯器并不報錯,但程序運行結果卻錯了,而且這樣的錯誤很難發現。
      在ICCAVR中,可以在Options中設定使用printf參數,盡量使用基本型參數(%c、
      %d、%x、%X、%u和%s格式說明符),少用長整型參數(%ld、%lu、%lx和%lX格式說明 符),至于浮點型的參數(%f)則盡量不要使用,其它C編譯器也一樣。在其它條件不 變的情況下,使用%f參數,會使生成的代碼的數量增加很多,執行速度降低。

        4、使用自加、自減指令
        通常使用自加、自減指令和復合賦值表達式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質量的
      程序代碼,編譯器通常都能夠生成inc和dec之類的指令,而使用a=a+1或a=a-1之類
      的指令,有很多C編譯器都會生成二到三個字節的指令。在AVR單片適用的ICCAVR、 GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書寫方式生成的代碼是一樣的,也能夠生成高質量 的inc和dec之類的的代碼。

        5、減少運算的強度
        可以使用運算量小但功能相同的表達式替換原來復雜的的表達式。如下:

      (1)、求余運算。
      a=a%8;
      可以改為:
      a=a&7;
      說明:位操作只需一個指令周期即可完成,而大部分的C編譯器的“%”運算均是調 用子程序來完成,代碼長、執行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數,均可使用 位操作的方法來代替。

      (2)、平方運算
      a=pow(a,2.0);
      可以改為:
      a=a*a;
      說明:在有內置硬件乘法器的單片機中(如51系列),乘法運算比求平方運算快得多,因為浮點數的求平方是通過調用子程序來實現的,在自帶硬件乘法器的AVR單片機中,如ATMega163中,乘法運算只需2個時鐘周期就可以完成。既使是在沒有內置 硬件乘法器的AVR單片機中,乘法運算的子程序比平方運算的子程序代碼短,執行速度快。
      如果是求3次方,如:
      a=pow(a,3.0);
      更改為:
      a=a*a*a;
      則效率的改善更明顯。

      (3)、用移位實現乘除法運算
      a=a*4;
      b=b/4;
      可以改為:
      a=a<<2;
      b=b>>2;
      說明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中,如果 乘以2n,都可以生成左移的代碼,而乘以其它的整數或除以任何數,均調用乘除法 子程序。用移位的方法得到代碼比調用乘除法子程序生成的代碼效率高。實際上, 只要是乘以或除以一個整數,均可以用移位的方法得到結果,如:
      a=a*9
      可以改為:
      a=(a<<3)+a

        6、循環

      (1)、循環語
      對于一些不需要循環變量參加運算的任務可以把它們放到循環外面,這里的任務包括表達式、函數的調用、指針運算、數組訪問等,應該將沒有必要執行多次的操作全部集合在一起,放到一個init的初始化程序中進行。

      (2)、延時函數:
      通常使用的延時函數均采用自加的形式:
      void delay (void)
      {
      unsigned int i;
      for (i=0;i<1000;i++)
      ;
      }
      將其改為自減延時函數:
      void delay (void)
      {
      unsigned int i;
      for (i=1000;i>0;i--)
      ;
      }
        兩個函數的延時效果相似,但幾乎所有的C編譯對后一種函數生成的代碼均比前一種代碼少1~3個字節,因為幾乎所有的MCU均有為0轉移的指令,采用后一種方式能夠生成這類指令。在使用while循環時也一樣,使用自減指令控制循環會比使用自加指令控制循環生成的代碼更少1~3個字母。但是在循環中有通過循環變量“i”讀寫數組的指令時,使用預減循環時有可能使數組超界,要引起注意。

      (3)while循環和do…while循環
      用while循環時有以下兩種循環形式:
      unsigned int i;
      i=0;
      while (i<1000)
      {
      i++;
      //用戶程序
      }
      或:
      unsigned int i;
      i=1000;
      do
      i--;
      //用戶程序
      while (i>0);
      在這兩種循環中,使用do…while循環編譯后生成的代碼的長度短于while循環。

        7、查表
        在程序中一般不進行非常復雜的運算,如浮點數的乘除及開方等,以及一些復雜的數學模型的插補運算,對這些即消耗時間又消費資源的運算,應盡量使用查表的方式,并且將數據表置于程序存儲區。如果直接生成所需的表比較困難,也盡量在啟了,減少了程序執行過程中重復計算的工作量。

        8、其它
        比如使用在線匯編及將字符串和一些常量保存在程序存儲器中,均有利于優化

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