让 C 程序更高效的 10 个建议

r囧r小猫 2022-08-07 06:39 157阅读 0赞

## 让 C 程序更高效的 10 个建议 ##

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( 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。（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 ( 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？

**2、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）。  
  
**3、如果你知道要处理的值是非负数的，使用无符号整数，而不是整数的。**  
  
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）。

**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\*/
> 
>   
> 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;  
>   
> 
> 
> \}

**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  
  
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。

**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。**上面的例子就是如果释放dp指针（我们使用malloc()函数调用）。

原文出处： fortystones

译文出处：oschina

译文链接：http://www.oschina.net/news/20329/tips-to-make-c-program-effective/