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讓C程序更高效的10種方法分別是哪些

發(fā)布時間：2021-10-29 17:21:08 來源：億速云 閱讀：120 作者：柒染 欄目：編程語言

讓C程序更高效的10種方法分別是哪些，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

代碼之美，不僅在于為一個給定問題找到解決方案，而且還在代碼的簡單性、有效性、緊湊性和效率（內存）。代碼設計比實際執(zhí)行更難 。因此，每一個程序員當用C語言編程時，都應該記著這些東西。向你介紹規(guī)范你的C代碼的10種方法。

0. 避免不必要的函數調用

考慮下面的2個函數：

  1. void str_print( char *str ) 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.     int i; 
  6.   
  7.     for ( i = 0; i < strlen ( str ); i++ ) { 
  8.   
  9.         printf("%c",str[ i ] ); 
  10.   
  11.     } 
  12.   
  13. } 
  14. void str_print1 ( char *str ) 
  15.   
  16. { 
  17.   
  18.     int len; 
  19.   
  20.     len = strlen ( str ); 
  21.   
  22.     for ( i = 0; i < len; i++ ) { 
  23.   
  24.         printf("%c",str[ i ] ); 
  25.   
  26.     } 
  27.   
  28. } 
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">請注意 這兩個函數的功能相似。然而，***個函數調用strlen（）函數多次，而第二個函數只調用函數strlen（）一次。因此***個函數性能明顯比第二個好。</span><span style="color: red;"><strong>（更新：原作者應該是筆誤，把***個函數寫成優(yōu)于第二個，否則自相矛盾。）</strong></span>

1、避免不必要的內存引用

這次我們再用2個例子來對比解釋：

int multiply ( int *num1 , int *num2 )   {       *num1 = *num2;       *num1 += *num2;       return *num1;   } int multiply1 ( int *num1 , int *num2 )   {       *num1 = 2 * *num2;       return *num1;   }
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">同樣，這兩個函數具有類似的功能。所不同的是在***個函數（ 1 for reading *num1 , 2 for reading *num2 and 2 for writing to *num1）有5個內存的引用，而在第二個函數是只有2個內存引用（one for reading *num2 and one for writing to *num1）。現在你認為哪一個好些？</span>

2、節(jié)約內存（內存對齊和填充的概念）

struct {       char c;       int i;       short s;   }str_1; struct {       char c;       short s;       int i;   }str_2;

假設一個字符需要1個字節(jié)，short占用2個字節(jié)和int需要4字節(jié)的內存。起初，我們會認為上面定義的結構是相同的，因此占據相同數量的內存。然而，而str_1占用12個字節(jié)，第二個結構只需要8個字節(jié)？這怎么可能呢？

請注意，在***個結構，3個不同的4個字節(jié)被分配到三種數據類型，而在第二個結構的前4個自己char和short可以被采用，int可以采納在第二個的4個字節(jié)邊界（一共8個字節(jié)）。

3、使用無符號整數，而不是整數的，如果你知道的值將永遠是否定的。

有些處理器可以處理無符號的整數比有符號整數的運算速度要快。（這也是很好的實踐，幫助self-documenting代碼）。

4、在一個邏輯條件語句中常數項永遠在左側。

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“=”賦值運算符，替代“==”相等運算符，這是個常見的輸入錯誤。  常數項放在左側，將產生一個編譯時錯誤，讓你輕松捕獲你的錯誤。注：“=”是賦值運算符。 b = 1會設置變量b等于值1。  “==”相等運算符。如果左側等于右側，返回true，否則返回false。

5、在可能的情況下使用typedef替代macro。當然有時候你無法避免macro，但是typedef更好。

typedef int* INT_PTR;   INT_PTR a , b;   # define INT_PTR int*;   INT_PTR a , b;

在這個宏定義中，a是一個指向整數的指針，而b是只有一個整數聲明。使用typedef a和b都是 整數的指針。

6、確保聲明和定義是靜態(tài)的，除非您希望從不同的文件中調用該函數。

在同一文件函數對其他函數可見，才稱之為靜態(tài)函數。它限制其他訪問內部函數，如果我們希望從外界隱藏該函數。現在我們并不需要為內部函數創(chuàng)建頭文件，其他看不到該函數。

靜態(tài)聲明一個函數的優(yōu)點包括：

  1. 兩個或兩個以上具有相同名稱的靜態(tài)函數，可用于在不同的文件。

  2. 編譯消耗減少，因為沒有外部符號處理。

讓我們做更好的理解，下面的例子：

  1. /*first_file.c*/ 
  2.   
  3. static int foo ( int a ) 
  4.   
  5. { 
  6.   
  7. /*Whatever you want to in the function*/ 
  8.   
  9. } 
  10.   
  11. /*second_file.c*/ 
  12.   
  13. int foo ( int ) 
  14.   
  15. int main() 
  16.   
  17. { 
  18.   
  19.     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. 
  20.   
  21.     return 0; 
  22.   
  23. } 
  1. <strong style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;"> </strong> 
<strong style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">7、使用Memoization，以避免遞歸重復計算</strong>

考慮Fibonacci（斐波那契）問題;

Fibonacci問題是可以通過簡單的遞歸方法來解決：

  1. int fib ( n ) 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.     if ( n == 0 || n == 1 ) { 
  6.   
  7.         return 1; 
  8.   
  9.     } 
  10.   
  11.     else { 
  12.   
  13.         return fib( n - 2 ) + fib ( n - 1 ); 
  14.   
  15.     } 
  16.   
  17. } 
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">注：在這里，我們考慮Fibonacci 系列從1開始，因此，該系列看起來：1，1，2，3，5，8，...</span>
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;"><a href="https://cache.yisu.com/upload/information/20210521/332/450980"><img class="aligncenter" title="fibonacci-recursion-tree" src="https://cache.yisu.com/upload/information/20210521/332/450982" alt="" width="300" height="174" /></a> </span>

注意：從遞歸樹，我們計算fib（3）函數2次，fib（2）函數3次。這是相同函數的重復計算。如果n非常大，fib

這個簡單的技術叫做Memoization，可以被用在遞歸，加強計算速度。

fibonacci 函數Memoization的代碼，應該是下面的這個樣子：

  1. int calc_fib ( int n ) 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.     int val[ n ] , i; 
  6.   
  7.     for ( i = 0; i <=n; i++ ) { 
  8.   
  9.         val[ i ] = -1;      // Value of the first n + 1 terms of the fibonacci terms set to -1 
  10.   
  11.     } 
  12.   
  13.     val[ 0 ] = 1;               // Value of fib ( 0 ) is set to 1 
  14.   
  15.     val[ 1 ] = 1;           // Value of fib ( 1 ) is set to 1 
  16.   
  17.     return fib( n , val ); 
  18.   
  19. } 
  20.   
  21. int fib( int n , int* value ) 
  22.   
  23. { 
  24.   
  25.     if ( value[ n ] != -1 ) { 
  26.   
  27.         return value[ n ];              // Using memoization 
  28.   
  29.     } 
  30.   
  31.     else { 
  32.   
  33.         value[ n ] = fib( n - 2 , value ) + fib ( n - 1 , value );          // Computing the fibonacci term 
  34.   
  35.     } 
  36.   
  37.     return value[ n ];                // Returning the value 
  38.   
  39. } 
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">這里calc_fib( n )函數被main()調用。</span>

8、避免懸空指針和野指針

一個指針的指向對象已被刪除，那么就成了懸空指針。野指針是那些未初始化的指針，需要注意的是野指針不指向任何特定的內存位置。

  1. void dangling_example() 
  2.   
  3. { 
  4.   
  5.     int *dp = malloc ( sizeof ( int )); 
  6.   
  7.     /*........*/ 
  8.   
  9.     free( dp );             // dp is now a dangling pointer 
  10.   
  11.     dp = NULL;      // dp is no longer a dangling pointer 
  12.   
  13. } 
  14.   
  15. void wild_example() 
  16.   
  17. { 
  18.   
  19.     int *ptr;       // Uninitialized pointer 
  20.   
  21.     printf("%u"\n",ptr ); 
  22.   
  23.     printf("%d",*ptr ); 
  24.   
  25. } 
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">當遭遇這些指針，程序通常是”怪異“的表現。</span>

9、 永遠記住釋放你分配給程序的任何內存。上面的例子就是如果釋放dp指針（我們使用malloc()函數調用）。

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