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让你的C程序更有效率的10种方法

2012-05-11 09:44 267 查看

让你的C程序更有效率的10种方法

PS:原文翻译的有些地方不太确切,尤其是对于第7点static的使用的翻译容易引起误解,故稍做调整,如有妥之处,还请谅解!

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,还在它的简单性,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。因此第二个函数性能明显比第一个好。

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 and2 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 forwriting 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);// Compilationerror


}


  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。

  只对同一文件中其他函数可见,称之为静态函数。如果我们希望从外界隐藏内部函数,它可用来限制其外部访问。我们并不需要为内部函数创建头文件,因为其他文件看不到该函数。

  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 inthe function*/


}


/*second_file.c*/


int
foo ( int
);


int
main()


{


    foo();  // This is not a valid functioncallas the functionfoo canonly be called by any other functionwithinfirst_file.c where it is defined.


return
0;


}


8、使用记忆表(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<n(i)函数增长i<n。解决这一问题的快速方法将是计算函数值1次,存储在一些地方,需要时计算,而非一直重复计算。

  这个简单的技术叫做记忆表,可以被用在递归,加强计算速度。

fibonacci 函数记忆表的代码,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 thefirst n+ 1 terms of the fibonacci terms set to -1


}


    val[ 0 ] = 1;  // Value of fib ( 0 ) is setto 1


    val[ 1 ] = 1;  // Value of fib ( 1 ) is setto 1


return
fib( n
,val );


}


int
fib( int
n

, int*value )


{


if
(value[ n] != -1 ){


return
value[ n]; // Usingmemoization


}


else
{


        value[ n] = fib( n- 2 
,value )+ fib ( n- 1 ,value);         // Computing thefibonacci 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)。

转载地址:http://news.cnblogs.com/n/110872/

  英文原文:http://www.fortystones.com/tips-to-make-c-program-effective/
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