大话C语言——优化结构控制(二)
2017-03-01 13:14
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三.表达式优化(二)——使用数学公式
计算机的特点是准确的执行重复性的动作,利用这个特点,用户可以将大量的计算工作交给计算机去做。使用计算机解决问题时,会遇到枚举,递归等人们不太喜欢的问题。但这些问题对于计算机来说成为了一般性的问题,对于计算机来说,这些重复的工作可以确保准确性,而且计算机不会疲倦。如下面这个例子:计算1~n之间n个整数和。
#include <stdio.h> int main() { int i; int n,sum=0; scanf("%d",&n); for(i=1;i<=n;i++) { sum+=i; } printf("the result is:%d\n",sum); return 0; }
程序结果:
100
the result is:5050
我们来分析一下这个程序,
这个程序执行100次,每次需要做的计算如下:
(1)判断条件,是否需要继续执行循环。
(2)累加循环因子。
(3)累加保存和的变量。
因此该程序需要执行300次计算,才能得出正确的结果,现在将程序用著名的高斯定理来实现:
#include <stdio.h> int main() { int i; int n,sum=0; scanf("%d",&n); sum=((1+n)*n)/2; printf("the result is:%d\n",sum); return 0; }结果一样。
这个程序执行起来只要三次,首先计算n+1的值,接着计算(n+1)*n的值,最后计算(n+1)*n/2的值,执行效率显著提升。因此,在编写程序过程中应用数学公式,可以起到大幅度的提高程序执行效率。
四.表达式优化——存储问题
C语言中的变量需要保存在内存中,相对于CPU内部的寄存器操作,访问内存所消耗的时间是很大的。因此减少内存访问也是提高程序运行效率方法之一。例如,对于内存访问导致下面两个语句的执行速度不同,但是这两个语句实现了同样的功能。
x=x+1;
该语句在执行过程中,编译器会认为赋值符号“=”两边的操作数不是一个数,而是两个。执行过程分为三步:寻找存储左边操作数x的内存单元地址;寻找存储右边操作数x的内存单元的地址:计算x+1的值并存储在变量x中。
x+=1;
该语句在执行过程中,编译器会认为赋值符号“=”两边的操作数是同一个数,执行过程分为两步:寻找存储操作数x的内存单元地址;计算x+1的值并存储在变量x中。
明显的第二种方法少一步,提高了效率。
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