提高C程序效率的10種有效方法
任何代碼的美麗不僅在于找到一個(gè)給定的問題的解決方案，但在它的簡(jiǎn)單性，有效性，緊湊性和效率（內(nèi)存）。設(shè)計(jì)的代碼比實(shí)際執(zhí)行更難 。因此，每一個(gè)程序員當(dāng)用C語言開發(fā)時(shí)，都應(yīng)該保持這些基本的東西在頭腦中。
本文向你介紹規(guī)范你的C代碼的10種方法。
1.避免不必要的函數(shù)調(diào)用
考慮下面的2個(gè)函數(shù)：
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 ] );
}
}
請(qǐng)注意 這兩個(gè)函數(shù)的功能相似。然而，第一個(gè)函數(shù)調(diào)用strlen（）函數(shù)多次，而第二個(gè)函數(shù)只調(diào)用函數(shù)strlen（）一次。因此第一個(gè)函數(shù)性能明顯比第二個(gè)好。
2.避免不必要的內(nèi)存引用
這次我們?cè)儆?個(gè)例子來對(duì)比解釋：
int multiply( int *num1 ， int *num2 )
{
*num1 = *num2;
*num1 += *num2;
return *num1;
}
int multiply1 ( int *num1 ， int *num2 )
{
*num1 = 2 **num2;
return *num1;
}
同樣，這兩個(gè)函數(shù)具有類似的功能。所不同的是在第一個(gè)函數(shù)（ 1 for reading *num1 ， 2 for reading *num2 and 2 for writing to *num1）有5個(gè)內(nèi)存的引用，而在第二個(gè)函數(shù)是只有2個(gè)內(nèi)存引用（one for reading *num2 and one for writing to *num1）?，F(xiàn)在你認(rèn)為哪一個(gè)好些？
3.節(jié)約內(nèi)存（內(nèi)存對(duì)齊和填充的概念）
struct {
char c;
int i;
short s;
}str_1;
struct {
char c;
short s;
int i;
}str_2;
假設(shè)一個(gè)字符需要1個(gè)字節(jié)，short占用2個(gè)字節(jié)和int需要4字節(jié)的內(nèi)存。起初，我們會(huì)認(rèn)為上面定義的結(jié)構(gòu)是相同的，因此占據(jù)相同數(shù)量的內(nèi)存。然而，而str_1占用12個(gè)字節(jié)，第二個(gè)結(jié)構(gòu)只需要8個(gè)字節(jié)？這怎么可能呢？
請(qǐng)注意，在第一個(gè)結(jié)構(gòu)，3個(gè)不同的4個(gè)字節(jié)被分配到三種數(shù)據(jù)類型，而在第二個(gè)結(jié)構(gòu)的前4個(gè)自己char和short可以被采用，int可以采納在第二個(gè)的4個(gè)字節(jié)邊界（一共8個(gè)字節(jié)）。
4.使用無符號(hào)整數(shù)，而不是整數(shù)的，如果你知道的值將永遠(yuǎn)是否定的。
有些處理器可以處理無符號(hào)的整數(shù)比有符號(hào)整數(shù)的運(yùn)算速度要快。（這也是很好的實(shí)踐，幫助self-documenting代碼）。
5.在一個(gè)邏輯條件語句中常數(shù)項(xiàng)永遠(yuǎn)在左側(cè)。
int x = 4;
if (x = 1 ){
xx = x+ 2;
printf("%d", x); // Output is 3
}
int x = 4;
if ( 1 = x){
xx = x+ 2;
printf("%d", x); // Compilation error
}
使用“=”賦值運(yùn)算符，替代“==”相等運(yùn)算符，這是個(gè)常見的輸入錯(cuò)誤。 常數(shù)項(xiàng)放在左側(cè)，將產(chǎn)生一個(gè)編譯時(shí)錯(cuò)誤，讓你輕松捕獲你的錯(cuò)誤。注：“=”是賦值運(yùn)算符。 b = 1會(huì)設(shè)置變量b等于值1。 “==”相等運(yùn)算符。如果左側(cè)等于右側(cè)，返回true，否則返回false。
6.在可能的情況下使用typedef替代macro。當(dāng)然有時(shí)候你無法避免macro，但是typedef更好。
typedef int* INT_PTR;
INT_PTR a, b;
# define INT_PTR int*;
INT_PTR a, b;
在這個(gè)宏定義中，a是一個(gè)指向整數(shù)的指針，而b是只有一個(gè)整數(shù)聲明。使用typedef a和b都是 整數(shù)的指針。
7.確保聲明和定義是靜態(tài)的，除非您希望從不同的文件中調(diào)用該函數(shù)。
在同一文件函數(shù)對(duì)其他函數(shù)可見，才稱之為靜態(tài)函數(shù)。它限制其他訪問內(nèi)部函數(shù)，如果我們希望從外界隱藏該函數(shù)。現(xiàn)在我們并不需要為內(nèi)部函數(shù)創(chuàng)建頭文件，其他看不到該函數(shù)。
靜態(tài)聲明一個(gè)函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：
A）兩個(gè)或兩個(gè)以上具有相同名稱的靜態(tài)函數(shù)，可用于在不同的文件。
B）編譯消耗減少，因?yàn)闆]有外部符號(hào)處理。
讓我們做更好的理解，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，以避免遞歸重復(fù)計(jì)算
考慮Fibonacci（斐波那契）問題;Fibonacci問題是可以通過簡(jiǎn)單的遞歸方法來解決：
int fib ( n )
{
if ( n == 0 n == 1 ){
return 1;
}
else {
return fib( n - 2 )+ fib ( n - 1 );
}
}
注：在這里，我們考慮Fibonacci 系列從1開始，因此，該系列看起來：1，1，2，3，5，8，...
注意：從遞歸樹，我們計(jì)算fib（3）函數(shù)2次，fib（2）函數(shù)3次。這是相同函數(shù)的重復(fù)計(jì)算。如果n非常大，fib<n（i）函數(shù)增長(zhǎng)i<n。解決這一問題的快速方法將是計(jì)算函數(shù)值1次，存儲(chǔ)在一些地方，需要時(shí)計(jì)算，而非一直重復(fù)計(jì)算。
這個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)叫做Memoization，可以被用在遞歸，加強(qiáng)計(jì)算速度。
fibonacci 函數(shù)Memoization的代碼，應(yīng)該是下面的這個(gè)樣子：
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
}
這里calc_fib( n )函數(shù)被main()調(diào)用。
9.避免懸空指針和野指針
一個(gè)指針的指向?qū)ο笠驯粍h除，那么就成了懸空指針。野指針是那些未初始化的指針，需要注意的是野指針不指向任何特定的內(nèi)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 );
}
當(dāng)遭遇這些指針，程序通常是”怪異“的表現(xiàn)。
10. 永遠(yuǎn)記住釋放你分配給程序的任何內(nèi)存。上面的例子就是如果釋放dp指針（我們使用malloc()函數(shù)調(diào)用）。
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