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C语言高效编程的的四大绝招

2008-09-25嵌入式在线收藏|打印

引言：

编写高效简洁的C语言代码，是许多软件工程师追求的目标。本文就工

作中的一些体会和经验做相关的阐述，不对的地方请各位指教。

第一招：以空间换时间

计算机程序中最大的矛盾是空间和时间的矛盾，那么，从这个角度出发

逆向思维来考虑程序的效率问题，我们就有了解决问题的第1招--以空间换时间。

例如：字符串的赋值。

方法A：通常的办法：

#defineLEN32

charstring1[LEN];

memset(string1,0,LEN);strcpy(string1,"Thisisaexample!!"）;

方法B：

constcharstring2[LEN]="Thisisaexample!";

char*cp;

cp=string2;

使用的时候可以直接用指针来操作。

从上面的例子可以看出，A和B的效率是不能比的。在同样的存储空间

下，B直接使用指针就可以操作了，而A需要调用两个字符函数才能完成。B的

缺点在于灵活性没有A好。在需要频繁更改一个字符串内容的时候，A具有更

好的灵活性；如果采用方法B，则需要预存许多字符串，虽然占用了大量的内存，

但是获得了程序执行的高效率。

如果系统的实时性要求很高，内存还有一些，那我推荐你使用该招数。

该招数的变招--使用宏函数而不是函数。举例如下：

方法C：

#definebwMCDR2_ADDRESS4

#definebsMCDR2_ADDRESS17

intBIT_MASK(int__bf)

{

return((1U<<(bw##__bf))-1)<<(bs##__bf);

}voidSET_BITS(int__dst,int__bf,int__val)

{

__dst=((__dst)&~(BIT_MASK(__bf)))|\

(((__val)<<(bs##__bf))&(BIT_MASK(__bf))))

}

SET_BITS(MCDR2,MCDR2_ADDRESS,RegisterNumber);

方法D：

#definebwMCDR2_ADDRESS4

#definebsMCDR2_ADDRESS17

#definebmMCDR2_ADDRESSBIT_MASK(MCDR2_ADDRESS)

#defineBIT_MASK(__bf)(((1U<<(bw##__bf))-1)<<(bs##

__bf))

#defineSET_BITS(__dst,__bf,__val)\

((__dst)=((__dst)&~(BIT_MASK(__bf)))|\

(((__val)<<(bs##__bf))&(BIT_MASK(__bf))))

SET_BITS(MCDR2,MCDR2_ADDRESS,RegisterNumber);

函数和宏函数的区别就在于，宏函数占用了大量的空间，而函数占用了

时间。大家要知道的是，函数调用是要使用系统的栈来保存数据的，如果编译器

里有栈检查选项，一般在函数的头会嵌入一些汇编语句对当前栈进行检查；同时，

CPU也要在函数调用时保存和恢复当前的现场，进行压栈和弹栈操作，所以，

函数调用需要一些CPU时间。而宏函数不存在这个问题。宏函数仅仅作为预先

写好的代码嵌入到当前程序，不会产生函数调用，所以仅仅是占用了空间，在频

繁调用同一个宏函数的时候，该现象尤其突出。

D方法是我看到的最好的置位操作函数，是ARM公司源码的一部分，

在短短的三行内实现了很多功能，几乎涵盖了所有的位操作功能。C方法是其变

体，其中滋味还需大家仔细体会。

第二招：数学方法解决问题

现在我们演绎高效C语言编写的第二招--采用数学方法来解决问题。数

学是计算机之母，没有数学的依据和基础，就没有计算机的发展，所以在编写程

序的时候，采用一些数学方法会对程序的执行效率有数量级的提高。举例如下，

求1~100的和。

方法EintI,j;for(I=1;I<=100;I++）

{

j+=I;

}

方法F

intI;

I=(100*(1+100))/2

这个例子是我印象最深的一个数学用例，是我的计算机启蒙老师考我的。当

时我只有小学三年级，可惜我当时不知道用公式N×（N+1）/2来解决这个问

题。方法E循环了100次才解决问题，也就是说最少用了100个赋值，100个判

断，200个加法（I和j）；而方法F仅仅用了1个加法，1次乘法，1次除法。

效果自然不言而喻。所以，现在我在编程序的时候，更多的是动脑筋找规律，最

大限度地发挥数学的威力来提高程序运行的效率。

第三招：使用位操作

实现高效的C语言编写的第三招——使用位操作。减少除法和取模的运

算。在计算机程序中，数据的位是可以操作的最小数据单位，理论上可以用"位

运算"来完成所有的运算和操作。一般的位操作是用来控制硬件的，或者做数据

变换使用，但是，灵活的位操作可以有效地提高程序运行的效率。举例如下：

方法G

intI,J;

I=257/8;

J=456%32;

方法H

intI,J;

I=257>>3;

J=456-(456>>4<<4);

在字面上好像H比G麻烦了好多，但是，仔细查看产生的汇编代码就

会明白，方法G调用了基本的取模函数和除法函数，既有函数调用，还有很多

汇编代码和寄存器参与运算；而方法H则仅仅是几句相关的汇编，代码更简洁，

效率更高。当然，由于编译器的不同，可能效率的差距不大，但是，以我目前遇

到的MSC,ARMC来看，效率的差距还是不小。相关汇编代码就不在这里列

举了。运用这招需要注意的是，因为CPU的不同而产生的问题。比如说，在

PC上用这招编写的程序，并在PC上调试通过，在移植到一个16位机平台上的

时候，可能会产生代码隐患。所以只有在一定技术进阶的基础下才可以使用这招。

第四招：汇编嵌入

高效C语言编程的必杀技，第四招——嵌入汇编。"在熟悉汇编语言的

人眼里，C语言编写的程序都是垃圾"。这种说法虽然偏激了一些，但是却有它

的道理。汇编语言是效率最高的计算机语言，但是，不可能靠着它来写一个操作

系统吧?所以，为了获得程序的高效率，我们只好采用变通的方法--嵌入汇编，

混合编程。举例如下，将数组一赋值给数组二,要求每一字节都相符。

charstring1[1024],string2[1024];

方法I

intI;

for(I=0;I<1024;I++)

*(string2+I)=*(string1+I)

方法J

#ifdef_PC_

intI;

for(I=0;I<1024;I++)

*(string2+I)=*(string1+I);

#else

#ifdef_ARM_

__asm

{

MOVR0,string1

MOVR1,string2

MOVR2,#0

loop:

LDMIAR0!,[R3-R11]

STMIAR1!,[R3-R11]

ADDR2,R2,#8

CMPR2,#400

BNEloop

}

#endif

方法I是最常见的方法，使用了1024次循环；方法J则根据平台不同做了区分，在ARM平台下，用嵌入汇编仅用128次循环就完成了同样的操作。

这里有朋友会说，为什么不用标准的内存拷贝函数呢?这是因为在源数据里可能

含有数据为0的字节，这样的话，标准库函数会提前结束而不会完成我们要求的

操作。这个例程典型应用于LCD数据的拷贝过程。根据不同的CPU，熟练使用

相应的嵌入汇编，可以大大提高程序执行的效率。

虽然是必杀技，但是如果轻易使用会付出惨重的代价。这是因为，使用

了嵌入汇编，便限制了程序的可移植性，使程序在不同平台移植的过程中，卧虎

藏龙，险象环生！同时该招数也与现代软件工程的思想相违背，只有在迫不得已

的情况下才可以采用。切记，切记。

使用C语言进行高效率编程，我的体会仅此而已。在此以本文抛砖引玉，

还请各位高手共同切磋。希望各位能给出更好的方法，大家一起提高我们的编程

技巧。

优化C语言代码 1、选择合适的算法和数据结构 应该熟悉算法语言，知道各种算法的优缺点，具体资料请参见相应的参考资料，有很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找法代替，插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替，都可以大大提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要，比如你在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和删除指令，那使用链表要快得多。 数组与指针语句具有十分密码的关系，一般来说，指针比较灵活简洁，而数组则比较直观，容易理解。对于大部分的编译器，使用指针比使用数组生成的代码更短，执行效率更高。但是在Keil中则相反，使用数组比使用的指针生成的代码更短。

3、使用尽量小的数据类型 能够使用字符型(char)定义的变量，就不要使用整型(int)变量来定义；能够使用整型变量定义的变量就不要用长整型(longint)，能不使用浮点型(float)变量就不要使用浮点型变量。当然，在定义变量后不要超过变量的作用范围，如果超过变量的范围赋值，C编译器并不报错，但程序运行结果却错了，而且这样的错误很难发现。 在ICCAVR中，可以在Options中设定使用printf参数，尽量使用基本型参数(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式说明符)，少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明符)，至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用，其它C编译器也一样。在其它条件不变的情况下，使用%f参数，会使生成的代码的数量增加很多，执行速度降低。

4、使用自加、自减指令 通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的程序代码，编译器通常都能够生成inc和dec之类的指令，而使用a=a+1或a=a-1之类的指令，有很多C编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR单片适用的ICCAVR、GCCAVR、IAR等C编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的，也能够生成高质量的inc和dec之类的的代码。 5、减少运算的强度 可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。(1)、求余运算。a=a%8; 可以改为a=a&7; 说明：位操作只需一个指令

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逆序数c语言编程

逆序数c语言编程

逆序数c语言编程

逆序数是一个重要的数学概念，也是程序设计中常用的算法之一。逆序数在计算机科学中应用广泛，特别是在数据排序、搜索和计算中。

逆序数是指组成一个序列的数字中，在排序后，比原来位置上数字小的数字对数。用数学符号表示为：逆序数=∑(i=0至n-1)∑(j=i+1至n) [A[j]

在C语言编程中，计算逆序数可以通过使用归并排序算法进行实现。归并排序是一种基于比较的排序方法，它将一个序列分治成两个子序列，然后递归地对子序列进行排序，最后将有序的子序列合并。在合并时，可以同时计算逆序数。

以下是C语言实现逆序数计算的代码片段：

```

void Merge(int A[], int temp[], int left, int mid, int

right, long long &count){

int i = left, j = mid, k = left;

while (i < mid && j <= right){

if (A[i] > A[j]){

temp[k++] = A[j++];

count += mid - i; }else{

temp[k++] = A[i++];

}

}

while (i < mid) temp[k++] = A[i++];

while (j <= right) temp[k++] = A[j++];

for (int i = left; i <= right; i++) A[i] = temp[i];

}

void MergeSort(int A[], int temp[], int left, int right,

long long &count){

if (left < right){

c语言 菜鸟教程

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C语言学习指南

C语言简介

C语言是一种通用的高级程序设计语言，广泛应用于系统软件和应用软件开发。它由贝尔实验室的Dennis M.Ritchie在20世纪70年代早期为了开发UNIX操作系统而设计。

C语言基础知识

C语言中有一些基础的概念和术语需要了解。例如，关键字、标识符、变量、数据类型和运算符等。

C语言语法

C语言有自己独特的语法规则，程序需要按照这些规则编写才能正确运行。学习C语言的语法是掌握这门语言的基础。

C语言输入和输出

C语言提供了几种用于输入和输出的函数，比如printf()和scanf()等。学习如何进行输入输出是编写实用程序的基础。

C语言控制语句

C语言提供了很多控制语句，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）等。这些语句能够让程序按照预期的方式执行。

C语言函数

函数是C语言的重要组成部分，它能够将代码分成相互独立的模块。了解如何定义和调用函数是编写可维护代码的关键。

C语言数组

数组是一种存储多个相同类型的元素的数据结构。学习如何使用数组可以更高效地处理大量数据。

C语言指针

指针是C语言中的一个重要概念，它能够提供对内存中地址的直接访问。理解指针的功能可以编写更高效的代码。

C语言结构体

结构体是一种自定义的数据类型，它能够存储多个不同类型的数据。结构体可以帮助我们更好地组织和管理数据。

C语言文件操作

C语言提供了一些函数来进行文件的读写操作。学习如何操作文件可以实现数据的持久化存储。

C语言编程实例

通过一些实例来演示C语言的应用，能够更好地理解和掌握这门语言。

C语言进阶技巧

C语言中有一些高级技巧和编程陷阱需要注意。了解这些技巧可以提高代码的质量和效率。

C语言常见问题

在学习C语言的过程中，可能会遇到一些常见的问题和困惑。解决这些问题有助于更好地理解C语言的各个方面。

通过菜鸟教程学习C语言

c语言弹跳小球代码

c语言弹跳小球代码

c语言弹跳小球代码

C语言是一门广泛应用于编程领域的编程语言，具有高效、灵活、易学易用等特点。在很多编程领域中，C语言都具有很重要的应用价值。比如在游戏编程领域中，我们可以通过C语言代码实现很多有趣的游戏特效，比如让一个小球跳动起来，给人们带来很有趣的视觉效果。

下面我们就来一起看看如何通过C语言实现一个弹跳小球的代码。

第一步，先定义游戏中需要用到的参数，比如窗口的高度和宽度等。这里我们假设窗口的高度为600，宽度为800。

```

#define WIDTH 800

#define HEIGHT 600

```

第二步，定义窗口的风格。这里我们使用win32api，并定义窗口的风格为WS_POPUP

```

HWND hwnd;

WNDCLASSEX wc;

HINSTANCE hInstance;

wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);

wc.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;

wc.lpfnWndProc = WndProc;

wc.hInstance = hInstance;

wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

wc.lpszClassName = L"MainWndClass";

RegisterClassEx(&wc);

hwnd = CreateWindowEx(

0, L"MainWndClass",

L"弹跳小球",

WS_POPUP,

0, 0,

WIDTH, HEIGHT,

NULL,

NULL,

hInstance,

NULL);

```

第三步，创建一个圆形小球，将其位置定于窗口的正中央，并且设定小球的初始速度为10（设置初始速度非常重要，因为它决定了小球弹跳的高度）。

C语言编程中的大数据处理与分析

C语言编程中的大数据处理与分析

C语言编程中的大数据处理与分析

概述

在当今信息时代，大数据的处理与分析已经成为各个领域中的关键问题。而C语言作为一种高效而强大的编程语言，为大数据处理与分析提供了丰富的工具和技术。本文将介绍C语言编程中的大数据处理与分析的一些基本概念、方法与技巧。

一、大数据处理与分析的基本概念

1. 大数据：大数据是指数据量庞大、类别繁多、处理速度快的数据集合。在C语言编程中，大数据通常以数组或链表的形式进行存储和处理。

2. 数据处理：数据处理是指对大数据进行清洗、整理、转换和提取等操作，以提供给后续的分析和应用。

3. 数据分析：数据分析是指通过统计学、机器学习等技术，从大数据中提取有价值的信息、规律和模式，为决策和预测提供支持。

二、大数据处理与分析的基本方法与技巧

1. 内存管理：在进行大数据处理与分析时，合理管理内存是至关重要的。可以通过动态内存分配函数（如malloc()和free()）来灵活地创建和释放数据结构，避免内存溢出和内存泄漏的问题。 2. 并行计算：利用多线程或多进程的方式进行并行计算，可以显著提高大数据处理与分析的效率。C语言提供了多线程的编程接口（如pthread库），可以方便地实现并行计算。

3. 数据压缩：对于大规模的数据集，采用数据压缩技术可以减少存储空间的占用，提高数据处理的效率。C语言提供了多种数据压缩算法的库（如zlib库），可以方便地实现数据压缩与解压缩。

4. 数据预处理：在进行数据分析之前，需要对原始数据进行预处理，包括数据清洗、特征选择、数据转换等步骤。C语言提供了丰富的字符串处理函数和数学函数，可以方便地实现数据预处理的操作。

三、案例分析：使用C语言进行大数据处理与分析

以下以一个简单的案例来演示使用C语言进行大数据处理与分析的过程。

案例：求解一组数的平均值

给定一组数，需要通过C语言编程计算它们的平均值。

首先，定义一个数组来存储这组数，并使用循环结构读取用户输入的数值。然后，利用累加的方法计算它们的总和。最后，通过除法运算得到平均值，并输出结果。