㈠ C程序性能優化：20個實驗與達人技巧
作者將C高效編程的心得濃縮於20個技巧，並將這些技巧通過實驗的方式進行講解，簡明易懂，使人印象深刻。《》書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠從理論上得以提高，而且還能夠輕松地在實踐中應用。 ·演算法導論（超過50萬人閱讀的演算法聖經！） ·謝謝你離開我（張小嫻最新散文）內容簡介《》從CPU與編譯器的運行機制講起，帶領讀者一步步了解程序的執行成本、編譯器的優化選項等，總結出許多C程序性能優化的技巧，並以實驗的方式進行了講解，簡明易懂，使人印象深刻。書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠了解代碼優化的原理，還能夠輕松地在實踐中應用。 《》適合有一定基礎的C語言編程人員閱讀。作者精通高效編程，其開發的C編譯器，不僅適用於16位及32位系統，還能在GPU中對視頻數據進行實時編譯。作者將C高效編程的心得濃縮於20個技巧，並將這些技巧通過實驗的方式進行講解，簡明易懂，使人印象深刻。《》書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠從理論上得以提高，而且還能夠輕松地在實踐中應用。 ·演算法導論（超過50萬人閱讀的演算法聖經！） ·謝謝你離開我（張小嫻最新散文）內容簡介《》從CPU與編譯器的運行機制講起，帶領讀者一步步了解程序的執行成本、編譯器的優化選項等，總結出許多C程序性能優化的技巧，並以實驗的方式進行了講解，簡明易懂，使人印象深刻。書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠了解代碼優化的原理，還能夠輕松地在實踐中應用。 《》適合有一定基礎的C語言編程人員閱讀。作者精通高效編程，其開發的C編譯器，不僅適用於16位及32位系統，還能在GPU中對視頻數據進行實時編譯。作者將C高效編程的心得濃縮於20個技巧，並將這些技巧通過實驗的方式進行講解，簡明易懂，使人印象深刻。《》書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠從理論上得以提高，而且還能夠輕松地在實踐中應用。 ·演算法導論（超過50萬人閱讀的演算法聖經！） ·謝謝你離開我（張小嫻最新散文）內容簡介《》從CPU與編譯器的運行機制講起，帶領讀者一步步了解程序的執行成本、編譯器的優化選項等，總結出許多C程序性能優化的技巧，並以實驗的方式進行了講解，簡明易懂，使人印象深刻。書中帶有大量的代碼實例，使讀者不僅能夠了解代碼優化的原理，還能夠輕松地在實踐中應用。 《》適合有一定基礎的C語言編程人員閱讀。
㈡ C語言中有哪些實用的編程技巧
這篇文章主要介紹了C語言高效編程的幾招小技巧,本文講解了以空間換時間、用數學方法解決問題以及使用位操作等編輯技巧,並給出若干方法和代碼實例,需要的朋友可以參考下
引言：
編寫高效簡潔的C語言代碼，是許多軟體工程師追求的目標。本文就工作中的一些體會和經驗做相關的闡述，不對的地方請各位指教。
第1招：以空間換時間
計算機程序中最大的矛盾是空間和時間的矛盾，那麼，從這個角度出發逆向思維來考慮程序的效率問題，我們就有了解決問題的第1招——以空間換時間。
例如：字元串的賦值。
方法A，通常的辦法：
代碼如下:
#define LEN 32
char string1 [LEN];
memset (string1,0,LEN);
strcpy (string1,「This is a example!!」);
方法B：
代碼如下:
const char string2[LEN] =「This is a example!」;
char * cp;
cp = string2 ;
(使用的時候可以直接用指針來操作。)
從上面的例子可以看出，A和B的效率是不能比的。在同樣的存儲空間下，B直接使用指針就可以操作了，而A需要調用兩個字元函數才能完成。B的缺點在於靈 活性沒有A好。在需要頻繁更改一個字元串內容的時候，A具有更好的靈活性;如果採用方法B，則需要預存許多字元串，雖然佔用了大量的內存，但是獲得了程序 執行的高效率。
如果系統的實時性要求很高，內存還有一些，那我推薦你使用該招數。
該招數的變招——使用宏函數而不是函數。舉例如下：
方法C：
代碼如下:
#define bwMCDR2_ADDRESS 4
#define bsMCDR2_ADDRESS 17
int BIT_MASK(int __bf)
{
return ((1U << (bw ## __bf)) - 1) << (bs ## __bf);
}
void SET_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：
代碼如下:
#define bwMCDR2_ADDRESS 4
#define bsMCDR2_ADDRESS 17
#define bmMCDR2_ADDRESS BIT_MASK(MCDR2_ADDRESS)
#define BIT_MASK(__bf) (((1U << (bw ## __bf)) - 1) << (bs ## __bf))
#define SET_BITS(__dst, __bf, __val) /
((__dst) = ((__dst) & ~(BIT_MASK(__bf))) | /
(((__val) << (bs ## __bf)) & (BIT_MASK(__bf))))
SET_BITS(MCDR2, MCDR2_ADDRESS, RegisterNumber);
函數和宏函數的區別就在於，宏函數佔用了大量的空間，而函數佔用了時間。大家要知道的是，函數調用是要使用系統的棧來保存數據的，如果編譯器里有棧檢查 選項，一般在函數的頭會嵌入一些匯編語句對當前棧進行檢查;同時，CPU也要在函數調用時保存和恢復當前的現場，進行壓棧和彈棧操作，所以，函數調用需要 一些CPU時間。而宏函數不存在這個問題。宏函數僅僅作為預先寫好的代碼嵌入到當前程序，不會產生函數調用，所以僅僅是佔用了空間，在頻繁調用同一個宏函 數的時候，該現象尤其突出。
D方法是我看到的最好的置位操作函數，是ARM公司源碼的一部分，在短短的三行內實現了很多功能，幾乎涵蓋了所有的位操作功能。C方法是其變體，其中滋味還需大家仔細體會。
第2招：數學方法解決問題
現在我們演繹高效C語言編寫的第二招——採用數學方法來解決問題。
數學是計算機之母，沒有數學的依據和基礎，就沒有計算機的發展，所以在編寫程序的時候，採用一些數學方法會對程序的執行效率有數量級的提高。
舉例如下，求 1~100的和。
方法E
代碼如下:
int I , j;
for (I = 1 ;I<=100; I ++){
j += I;
}
方法F
代碼如下:
int I;
I = (100 * (1+100)) / 2
這個例子是我印象最深的一個數學用例，是我的計算機啟蒙老師考我的。當時我只有小學三年級，可惜我當時不知道用公式 N×(N+1)/ 2 來解決這個問題。方法E循環了100次才解決問題，也就是說最少用了100個賦值，100個判斷，200個加法(I和j);而方法F僅僅用了1個加法，1 次乘法，1次除法。效果自然不言而喻。所以，現在我在編程序的時候，更多的是動腦筋找規律，最大限度地發揮數學的威力來提高程序運行的效率。
第3招：使用位操作
實現高效的C語言編寫的第三招——使用位操作，減少除法和取模的運算。
在計算機程序中，數據的位是可以操作的最小數據單位，理論上可以用「位運算」來完成所有的運算和操作。一般的位操作是用來控制硬體的，或者做數據變換使用，但是，靈活的位操作可以有效地提高程序運行的效率。舉例如下：
方法G
代碼如下:
int I,J;
I = 257 /8;
J = 456 % 32;
方法H
int I,J;
I = 257 >>3;
J = 456 - (456 >> 4 << 4);
在字面上好像H比G麻煩了好多，但是，仔細查看產生的匯編代碼就會明白，方法G調用了基本的取模函數和除法函數，既有函數調用，還有很多匯編代碼和寄存 器參與運算;而方法H則僅僅是幾句相關的匯編，代碼更簡潔，效率更高。當然，由於編譯器的不同，可能效率的差距不大，但是，以我目前遇到的MS C ,ARM C 來看，效率的差距還是不小。相關匯編代碼就不在這里列舉了。
運用這招需要注意的是，因為CPU的不同而產生的問題。比如說，在PC上用這招編寫的程序，並在PC上調試通過，在移植到一個16位機平台上的時候，可能會產生代碼隱患。所以只有在一定技術進階的基礎下才可以使用這招。
第4招：匯編嵌入
高效C語言編程的必殺技，第四招——嵌入匯編。
「在熟悉匯編語言的人眼裡，C語言編寫的程序都是垃圾」。這種說法雖然偏激了一些，但是卻有它的道理。匯編語言是效率最高的計算機語言，但是，不可能靠著它來寫一個操作系統吧?所以，為了獲得程序的高效率，我們只好採用變通的方法 ——嵌入匯編，混合編程。
舉例如下，將數組一賦值給數組二,要求每一位元組都相符。
代碼如下:
char string1[1024],string2[1024];
方法I
代碼如下:
int I;
for (I =0 ;I<1024;I++)
*(string2 + I) = *(string1 + I)
方法J
代碼如下:
#ifdef _PC_
int I;
for (I =0 ;I<1024;I++)
*(string2 + I) = *(string1 + I);
#else
#ifdef _ARM_
__asm
{
MOV R0,string1
MOV R1,string2
MOV R2,#0
loop:
LDMIA R0!, [R3-R11]
STMIA R1!, [R3-R11]
ADD R2,R2,#8
CMP R2, #400
BNE loop
}
#endif
方法I是最常見的方法，使用了1024次循環;方法J則根據平台不同做了區分，在ARM平台下，用嵌入匯編僅用128次循環就完成了同樣的操作。這里有 朋友會說，為什麼不用標準的內存拷貝函數呢?這是因為在源數據里可能含有數據為0的位元組，這樣的話，標准庫函數會提前結束而不會完成我們要求的操作。這個 常式典型應用於LCD數據的拷貝過程。根據不同的CPU，熟練使用相應的嵌入匯編，可以大大提高程序執行的效率。
雖然是必殺技，但是如果輕易使用會付出慘重的代價。這是因為，使用了嵌入匯編，便限制了程序的可移植性，使程序在不同平台移植的過程中，卧虎藏龍，險象環生!同時該招數也與現代軟體工程的思想相違背，只有在迫不得已的情況下才可以採用。切記，切記。
㈢ C語言編程解決最優化問題
C語言是一門通用計算機編程語言，廣泛應用於底層開發。C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的機器碼以及不需要任何運行環境支持便能運行的編程語言。
盡管C語言提供了許多低級處理的功能，但仍然保持著良好跨平台的特性，以一個標准規格寫出的C語言程序可在許多電腦平台上進行編譯，甚至包含一些嵌入式處理器(單片機或稱MCU)以及超級電腦等作業平台。
二十世紀八十年代，為了避免各開發廠商用的C語言語法產生差異，由美國國家標准局為C語言制定了一套完整的美國國家標准語法，稱為ANSI C，作為C語言最初的標准。 目前2011年12月8日，國際標准化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)發布的C11標準是C語言的第三個官方標准，也是C語言的最新標准，該標准更好的支持了漢字函數名和漢字標識符，一定程度上實現了漢字編程。
C語言是一門面向過程的計算機編程語言，與C++，Java等面向對象的編程語言有所不同。
其編譯器主要有Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等。
㈣ 如何寫出高效的單片機C語言程序代碼
由於單片機的性能同電腦的性能是天淵之別的，無論從空間資源上、內存資源、工作頻率，都是無法
與之比較的。PC 機編程基本上不用考慮空間的佔用、內存的佔用的問題，最終目的就是實現功能就可以了。
對於單片機來說就截然不同了，一般的單片機的Flash 和Ram 的資源是以KB 來衡量的，可想而知，單片
機的資源是少得可憐，為此我們必須想法設法榨盡其所有資源，將它的性能發揮到最佳，程序設計時必須
遵循以下幾點進行優化：
1. 使用盡量小的數據類型
能夠使用字元型(char)定義的變數，就不要使用整型(int)變數來定義；能夠使用整型變數定義的變
量就不要用長整型(long int)，能不使用浮點型(float)變數就不要使用浮點型變數。當然，在定義變
量後不要超過變數的作用范圍，如果超過變數的范圍賦值，C 編譯器並不報錯，但程序運行結果卻錯了，
而且這樣的錯誤很難發現。
2. 使用自加、自減指令
通常使用自加、自減指令和復合賦值表達式(如a-=1 及a+=1 等)都能夠生成高質量的
程序代碼，編譯器通常都能夠生成inc 和dec 之類的指令，而使用a=a+1 或a=a-1 之類
的指令，有很多C 編譯器都會生成二到三個位元組的指令。
3. 減少運算的強度
可以使用運算量小但功能相同的表達式替換原來復雜的的表達式。
（1） 求余運算
N= N %8 可以改為N = N &7
說明：位操作只需一個指令周期即可完成，而大部分的C 編譯器的「%」運算均是調用子程序來
完成，代碼長、執行速度慢。通常，只要求是求2n 方的余數，均可使用位操作的方法來代替。
（2） 平方運算
N=Pow(3,2) 可以改為N=3*3
說明：在有內置硬體乘法器的單片機中(如51 系列)，乘法運算比求平方運算快得多, 因為浮點數
的求平方是通過調用子程序來實現的，乘法運算的子程序比平方運算的子程序代碼短，執行速度快。
（3） 用位移代替乘法除法
N=M*8 可以改為N=M<<3
N=M/8 可以改為N=M>>3
說明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。如果乘以2n，都可以生成左移
的代碼，而乘以其它的整數或除以任何數，均調用乘除法子程序。用移位的方法得到代碼比調用乘除法子
程序生成的代碼效率高。實際上，只要是乘以或除以一個整數，均可以用移位的方法得到結果。如N=M*9
可以改為N=(M<<3)+M；
（4） 自加自減的區別
例如我們平時使用的延時函數都是通過採用自加的方式來實現。
void DelayNms(UINT16 t)
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;i<1000;j++)
}
可以改為
void DelayNms(UINT16 t)
{
UINT16 i,j;
for(i=t;i>=0;i--)
for(j=1000;i>=0;j--)
}
說明：兩個函數的延時效果相似，但幾乎所有的C 編譯對後一種函數生成的代碼均比前一種代碼少1~3
個位元組，因為幾乎所有的MCU 均有為0 轉移的指令，採用後一種方式能夠生成這類指令。
4. while 與do...while 的區別
void DelayNus(UINT16 t)
{
while(t--)
{
NOP();
}
}
可以改為
void DelayNus(UINT16 t)
{
do
{
NOP();
}while(--t)
}
說明：使用do…while 循環編譯後生成的代碼的長度短於while 循環。
5. register 關鍵字
void UARTPrintfString(INT8 *str)
{
while(*str && str)
{
UARTSendByte(*str++)
}
}
可以改為
void UARTPrintfString(INT8 *str)
{
register INT8 *pstr=str;
while(*pstr && pstr)
{
UARTSendByte(*pstr++)
}
}
說明：在聲明局部變數的時候可以使用register 關鍵字。這就使得編譯器把變數放入一個多用途的寄存
器中，而不是在堆棧中，合理使用這種方法可以提高執行速度。函數調用越是頻繁，越是可能提高代碼的
速度，注意register 關鍵字只是建議編譯器而已。
6. volatile 關鍵字
volatile 總是與優化有關，編譯器有一種技術叫做數據流分析，分析程序中的變數在哪裡賦值、在
哪裡使用、在哪裡失效，分析結果可以用於常量合並，常量傳播等優化，進一步可以死代碼消除。一般來
說,volatile 關鍵字只用在以下三種情況:
a) 中斷服務函數中修改的供其它程序檢測的變數需要加volatile(參考本書高級實驗程序)
b) 多任務環境下各任務間共享的標志應該加volatile
c) 存儲器映射的硬體寄存器通常也要加volatile 說明，因為每次對它的讀寫都可能由不同意義
總之，volatile 關鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型變數表示可以被某些編譯器未知的因素
更改，比如：操作系統、硬體或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變數，編譯器對訪問該變數的代碼
就不再進行優化，從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。
㈤ 濡備綍寮濮嬩嬌鐢–++11鐨9涓鐞嗙敱鏉ヨ幏寰楁ц兘鍜屾晥鐜囩殑鎻愬崌
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鐞嗙敱1錛歮ove璇涔(move semantics)銆傜畝鍗曠殑璇達紝瀹冩槸浼樺寲澶嶅埗鐨勪竴縐嶆柟寮忋傛湁鏃跺欏嶅埗寰堟樉鐒舵槸嫻璐圭殑銆傚傛灉浣犱粠涓涓涓存椂鐨剆tring瀵硅薄澶嶅埗鍐呭癸紝綆鍗曠殑澶嶅埗鎸囬拡鍒板瓧絎︾紦鍐插尯灝嗘瘮鍒涘緩涓涓鏂扮殑緙撳啿鍖哄啀澶嶅埗瑕侀珮鏁堝緱澶氥備粬涔嬫墍浠ヨ兘宸ヤ綔鏄鍥犱負婧愬硅薄瓚呭嚭浜嗚寖鍥淬
鐒惰岋紝鍦ㄨ繖浠ュ墠C++騫舵病鏈夊垽鏂婧愬硅薄鏄涓嶆槸涓存椂瀵硅薄鐨勬満鍒躲俶ove璇涔夐氳繃闄や簡澶嶅埗鎿嶄綔澶栬繕鍏佽鎬綘鏈変竴涓猰ove鏋勯犲嚱鏁(move constructor)鍜屼竴涓猰ove璧嬪艱繍綆(move assignment)絎︽潵鎻愪緵榪欎釜鏈哄埗銆
浣犵煡閬撳悧錛熷綋浣犲湪Visual Studio 2010涓浣跨敤鏍囧噯搴撲腑鐨勭被濡俿tring鎴杤ector鏃訛紝瀹冧滑宸茬粡鏀鎸乵ove璇涔変簡銆傝繖鍙浠ラ槻姝涓嶅繀瑕佺殑鐨勫嶅埗浠庤屾敼鍠勬ц兘銆
閫氳繃鍦ㄤ綘鐨勭被涓瀹炵幇move璇涔変綘鍙浠ヨ幏寰楅濆栫殑鎬ц兘鎻愬崌錛屾瘮濡傚綋浣犳妸瀹冧滑瀛樺偍鍒癝TL瀹瑰櫒涓鏃躲傝繕鏈夛紝move璇涔変笉浠呭彲浠ュ簲鐢ㄥ埌鏋勯犲嚱鏁幫紝榪樺彲浠ュ簲鐢ㄥ埌鏂規硶錛堝倂ector鐨刾ush_back鏂規硶錛夈
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鐞嗙敱3錛氬搱甯岃〃鐜板湪宸茬粡鏄鏍囧噯瀹炵幇鐨勪簡錛屽畠鎻愪緵鏇村揩閫熺殑鎻掑叆銆佸垹闄ゅ拰鏌ユ壘錛岃繖鍦ㄥ勭悊澶ч噺鏁版嵁鏃跺緢鏈夌敤銆備綘鐜板湪鍙浠ラ殢渚誇嬌鐢╱nordered_map, unordered_multimap, unordered_set 鍜寀nordered_multiset榪欏嚑縐嶆暟鎹緇撴瀯浜嗐
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bool is_fuel_level_safe()
{
return all_of(_tanks.begin(), _tanks.end(),
[this](Tank& t) { return t.fuel_level() > _min_fuel_level; });
}
鐞嗙敱6錛氭柊鐨勬櫤鑳芥寚閽堬紙smart pointer錛夋浛鎹浜嗘湁闂棰樼殑auto_ptr錛屼綘鍙浠ヤ笉鐢ㄦ媴蹇冨唴瀛樼殑閲婃斁騫剁Щ闄ょ浉鍏抽噴鏀懼唴瀛樼殑浠ｇ爜浜嗐傝繖璁╀唬鐮佹洿娓呮櫚錛屽苟鏉滅粷浜嗗唴瀛樻硠闇插拰鏌ユ壘鍐呭瓨娉勯湶鐨勬椂闂淬
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鐞嗙敱8錛氳繕鏈夎稿氬叾瀹冨皬鐨勫姛鑳斤紝濡俹verride銆乫inal鍏抽敭瀛楀拰nullptr璁╀綘鐨勪唬鐮佹剰鍥炬洿鏄庣『銆傚規垜鏉ヨ達紝鍑忓皯瑙嗚夋販涔卞拰浠ｇ爜涓鑳藉熸洿娓呮氬湴琛ㄨ揪鎴戠殑鎰忓浘鎰忓懗鐫鏇撮珮鍏淬佹洿楂樻晥銆
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C++ 11鎻愪緵浜嗕竴縐嶆柟娉曟潵媯鏌ュ厛鍐蟲潯浠跺苟灝芥棭鐨勫湪鍙鑳界殑鏃舵満鎹曡幏閿欒-緙栬瘧榪囩▼涓錛屽湪浣犺繍琛屼唬鐮佸墠銆傝繖灝辨槸鐞嗙敱9銆
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