写出高效的C代码.docx

1、每次写代码的时候总要问自己一句，怎样才能写出高效的代码呢？个人觉得程序能跑起来并不见得你的代码就是很好的 c 代码了，衡量代码的好坏应该从以下几个方面来看 1，代码稳定，没有隐患。2，执行效率高。3，可读性高。4，便于移植。下面发一些我在网上看到的技巧和自己的一些经验来和大家分享；1、如果可以的话少用库函数，便于不同的 mcu 和编译器间的移植2、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

2、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(long int)，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

3、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

4、 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。如下：(1)、求余运算。a=a%8;可以改为：a=a说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的 C 编译器的“%”运算均是调用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求 2n 方的余数，均可使用位操作的方法来代替。(2)、平方运

5、算a=pow(a,2.0);可以改为：a=a*a;说明：在有内置硬件乘法器的单片机中(如 51 系列 )，乘法运算比求平方运算快得多，因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，在自带硬件乘法器的 AVR 单片机中，如ATMega163 中，乘法运算只需 2 个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR 单片机中，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行速度快。如果是求 3 次方，如：a=pow(a,3.0);更改为：a=a*a*a；则效率的改善更明显。(3)、用移位实现乘除法运算a=a*4;b=b/4;可以改为：a=a2;说明：通常如果需要乘以或除以 2n，都可以用移位的方

6、法代替。在 ICCAVR 中，如果乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上，只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果，如：a=a*9可以改为：a=(a0;i-);两个函数的延时效果相似，但几乎所有的 C 编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少13 个字节，因为几乎所有的 MCU 均有为 0 转移的指令，采用后一种方式能够生成这类指令。在使用 while 循环时也一样，使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少 13 个字母。但是在循环中有通过循环变量“i”读写

7、数组的指令时，使用预减循环时有可能使数组超界，要引起注意。(3)while 循环和 dowhile 循环用 while 循环时有以下两种循环形式：unsigned int i;i=0;while (i0);在这两种循环中，使用 dowhile 循环编译后生成的代码的长度短于 while 循环。7、查表在程序中一般不进行非常复杂的运算，如浮点数的乘除及开方等，以及一些复杂的数学模型的插补运算，对这些即消耗时间又消费资源的运算，应尽量使用查表的方式，并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难，也尽量在启了，减少了程序执行过程中重复计算的工作量。8、其它比如使用在线汇编及将字符串和一些

8、常量保存在程序存储器中，均有利于优化C 语言宏定义技巧（常用宏定义）写好 C 语言，漂亮的宏定义很重要，使用宏定义可以防止出错，提高可移植性，可读性，方便性 等等。下面列举一些成熟软件中常用得宏定义。 相关链接：新手入门系列中的 C 语言优秀编程风格说明：http:/ #ifndef COMDEF_H #define COMDEF_H /头文件内容 #endif 2，重新定义一些类型，防止由于各种平台和编译器的不同，而产生的类型字节数差异，方便移植。 typedef unsigned char boolean; /* Boolean value type. */ typedef unsigne

9、d long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */ typedef unsigned short uint16; /* Unsigned 16 bit value */ typedef unsigned char uint8; /* Unsigned 8 bit value */ typedef signed long int int32; /* Signed 32 bit value */ typedef signed short int16; /* Signed 16 bit value */ typedef signed char int8; /

10、* Signed 8 bit value */ /下面的不建议使用 typedef unsigned char byte; /* Unsigned 8 bit value type. */ typedef unsigned short word; /* Unsinged 16 bit value type. */ typedef unsigned long dword; /* Unsigned 32 bit value type. */ typedef unsigned char uint1; /* Unsigned 8 bit value type. */ typedef unsigned

11、short uint2; /* Unsigned 16 bit value type. */ typedef unsigned long uint4; /* Unsigned 32 bit value type. */ typedef signed char int1; /* Signed 8 bit value type. */ typedef signed short int2; /* Signed 16 bit value type. */ typedef long int int4; /* Signed 32 bit value type. */ typedef signed long

12、 sint31; /* Signed 32 bit value */ typedef signed short sint15; /* Signed 16 bit value */ typedef signed char sint7; /* Signed 8 bit value */ 3，得到指定地址上的一个字节或字 #define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) ) #define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x) ) ) 4，求最大值和最小值 #define MAX( x, y ) ( (x) (y) ? (x) : (y) ) #def

13、ine MIN( x, y ) ( (x) field ) /*lint +e545 */ 6,得到一个结构体中 field 所占用的字节数 #define FSIZ( type, field ) sizeof( (type *) 0)-field ) 7，按照 LSB 格式把两个字节转化为一个 Word #define FLIPW( ray ) ( (word) (ray)0) * 256) + (ray)1 ) 8，按照 LSB 格式把一个 Word 转化为两个字节 #define FLOPW( ray, val ) (ray)0 = (val) / 256); (ray)1 = (val

14、) printf(“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_) #else #define DEBUGMSG(msg,date) #endif 20，宏定义防止使用是错误 用小括号包含。 例如：#define ADD(a,b) （a+b ） 用 dowhile(0)语句包含多语句防止错误 例如：#difne DO(a,b) a+b; a+; 应用时：if(.) DO(a,b); /产生错误 else 解决方法: #difne DO(a,b) doa+b; a+;while(0) 宏中“#“和“#“的用法 一、一般用法 我们使用#把宏参数变为一个字符串, 用#把两个宏参数贴合在一起.

15、 用法: #include #include using namespace std; #define STR(s) #s #define CONS(a,b) int(a#e#b) int main() printf(STR(vck); / 输出字符串“vck“ printf(“%dn“, CONS(2,3); / 2e3 输出:2000 return 0; 二、当宏参数是另一个宏的时候 需要注意的是凡宏定义里有用#或#的地方宏参数是不会再展开 . 1, 非#和#的情况 #define TOW (2) #define MUL(a,b) (a*b) printf(“%d*%d=%dn“, TOW

16、, TOW, MUL(TOW,TOW); 这行的宏会被展开为： printf(“%d*%d=%dn“, (2), (2), (2)*(2); MUL 里的参数 TOW 会被展开为(2). 2, 当有# 或 #的时候 #define A (2) #define STR(s) #s #define CONS(a,b) int(a#e#b) printf(“int max: %sn“, STR(INT_MAX); / INT_MAX #include 这行会被展开为： printf(“int max: %sn“, “INT_MAX“); printf(“%sn“, CONS(A, A); / com

17、pile error 这一行则是： printf(“%sn“, int(AeA); INT_MAX 和 A 都不会再被展开 , 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏. 加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数. #define A (2) #define _STR(s) #s #define STR(s) _STR(s) / 转换宏 #define _CONS(a,b) int(a#e#b) #define CONS(a,b) _CONS(a,b) / 转换宏 printf(“int max: %sn“, STR(

18、INT_MAX); / INT_MAX,int 型的最大值，为一个变量 #include 输出为: int max: 0x7fffffff STR(INT_MAX) _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串； printf(“%dn“, CONS(A, A); 输出为：200 CONS(A, A) _CONS(2), (2) int(2)e(2) 三、#和#的一些应用特例 1、合并匿名变量名 #define _ANONYMOUS1(type, var, line) type var#line #define _ANONYMOUS0(type, line) _ANONYMOUS1(t

19、ype, _anonymous, line) #define ANONYMOUS(type) _ANONYMOUS0(type, _LINE_) 例：ANONYMOUS(static int); 即: static int _anonymous70; 70 表示该行行号； 第一层：ANONYMOUS(static int); _ANONYMOUS0(static int, _LINE_); 第二层： _ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70); 第三层： static int _anonymous70; 即每次只能解开当前层的宏，所以_LINE_在第二层才能

20、被解开； 2、填充结构 #define FILL(a) a, #a enum IDDOPEN, CLOSE; typedef struct MSG IDD id; const char * msg; MSG; MSG _msg = FILL(OPEN), FILL(CLOSE); 相当于： MSG _msg = OPEN, “OPEN“, CLOSE, “CLOSE“; 3、记录文件名 #define _GET_FILE_NAME(f) #f #define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f) static char FILE_NAME = GET_FILE_NAME(_FILE_); 4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小 #define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof #type #define TYPE_BUF_SIZE(type) _TYPE_BUF_SIZE(type) char bufTYPE_BUF_SIZE(INT_MAX); char buf_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff); char bufsizeof “0x7fffffff“; 这里相当于： char buf11;