让C程序更高效的10种方法

关键字：C语言 规范

转载于：http://blog.jobbole.com/1198/ 感谢oschina

代码之美，不仅在于为一个给定问题找到解决方案，而且还在代码的简单性、有效性、紧凑性和效率（内存），代码设计比实际执行更难
。因此，每一个程序员当用C语言编程时，都应该记着这些东西。本文向你介绍规范你的C代码的10种方法。

0. 避免不必要的函数调用

考虑下面的2个函数：

void str_print_A(char *str)
{
int i;
for (i = 0; i <
strlen(str); i ++)
{
printf("%c", str[i]);
}
}

void str_print_B(char *str)
{

int len, i;

len = (int)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。（更新：原作者应该是笔误，把第一个函数写成优于第二个，否则自相矛盾。）

1、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_A (int *num1,
int *num2 )
{
*num1 = *num2;
*num1 += *num2;
return *num1;
}

int multiply_B (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 and 2 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 for writing to *num1）。现在你认为哪一个好些？

2、节约内存（内存对齐和填充的概念）

struct
{
char c;
int i;
short s;
} str_A;

struct
{
char c;
short s;
int i;
} str_B;

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_A占用12个字节，第二个结构str_B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个字节，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）。

3、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。

有些处理器对于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）。

4、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);
// Compilation error
}

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。

5、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。

6、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。

在同一文件函数对其他函数可见，才称之为静态函数。它限制其他访问内部函数，如果我们希望从外界隐藏该函数。现在我们并不需要为内部函数创建头文件，其他看不到该函数。

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 */
staticint 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;
}

7、使用Memoization，以避免递归重复计算

考虑Fibonacci（斐波那契）问题;

Fibonacci问题可以通过简单的递归方法来解决：

int fib(int n)
{
if ((0 == n) || (1 == n))
{
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，该系列看起来就是：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将重复计算很多次。有个简单的技术叫做Memoization，可以被用在递归中，加强计算速度。

fibonacci 函数Memoization的代码，应该是下面的这个样子：

int calc_fib(int n)
{
int val
, 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_M(n, val);
}

int fib_M(int n, int *value)
{
if (-1 != value
)
{

return value
; // Using memoization
}
else
{

// Computing the fibonacci term
value
=fib_M(n -
2, value) +fib_M(n -
1, value);
}

return value
;
// Returning the value
}

这里calc_fib( n )函数被main()调用。

8、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。

9、 永远记住释放你分配给程序的任何内存。上面的例子就是如何释放dp指针（我们使用malloc()函数调用）。

原文：fortystones 译文：oschina