让你的C程序更有效率的10种方法

骑猪看日落 2022-06-17 23:22 168阅读 0赞

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，但在它的简单性，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。因此第一个函数性能明显比第二个好。

**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 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？

**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 ){   
           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“=”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。**

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*/   
       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Memoization，可以被用在递归，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[ 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   
       }

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）。**

原文出自：[10 Tips to Make Your C Program Effective][]

译文出自：[开源中国社区][Link 1]

[10 Tips to Make Your C Program Effective]: http://www.fortystones.com/tips-to-make-c-program-effective/
[Link 1]: http://www.oschina.net/news/20329/tips-to-make-c-program-effective