C 程序更有效率的 10 种方法
生活随笔
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C 程序更有效率的 10 种方法
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
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任何代碼的美麗不僅在于找到一個給定的問題的解決方案,但在它的簡單性,有效性,緊湊性和效率(內存)。設計的代碼比實際執行更難 。因此,每一個程序員當用C語言開發時,都應該保持這些基本的東西在頭腦中。
? 本文向你介紹規范你的C代碼的10種方法。 1. 避免不必要的函數調用 考慮下面的2個函數: 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 ] );? ? ? }? } 請注意 這兩個函數的功能相似。然而,第一個函數調用strlen()函數多次,而第二個函數只調用函數strlen()一次。因此第二個函數性能明顯比第一個好。
2、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;? } 同樣,這兩個函數具有類似的功能。所不同的是在第一個函數( 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)?,F在你認為哪一個好些?
3、節約內存(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,short占用2個字節和int需要4字節的內存。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,第二個結構只需要8個字節?這怎么可能呢?
請注意,在第一個結構,3個不同的4個字節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個字節邊界(一共8個字節)。
4、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)。
5、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。
6、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。
7、確保聲明和定義是靜態的,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?,F在我們并不需要為內部函數創建頭文件,其他看不到該函數。
靜態聲明一個函數的優點包括: A)兩個或兩個以上具有相同名稱的靜態函數,可用于在不同的文件。 B)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: /*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; }
8、使用Memoization,以避免遞歸重復計算 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: int fib ( n ) { ? ? if ( n == 0 || n == 1 ) { ? ? ? ? return 1; ? ? } ? ? else { ? ? ? ? return fib( n - 2 ) + fib ( n - 1 ); ? ? } }
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,...
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<n(i)函數增長i<n。解決這一問題的快速方法將是計算函數值1次,存儲在一些地方,需要時計算,而非一直重復計算。
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:
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 }
這里calc_fib( n )函數被main()調用。
9、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。
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 );? } 當遭遇這些指針,程序通常是”怪異“的表現。
10、 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)。
任何代碼的美麗不僅在于找到一個給定的問題的解決方案,但在它的簡單性,有效性,緊湊性和效率(內存)。設計的代碼比實際執行更難 。因此,每一個程序員當用C語言開發時,都應該保持這些基本的東西在頭腦中。
? 本文向你介紹規范你的C代碼的10種方法。 1. 避免不必要的函數調用 考慮下面的2個函數: 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 ] );? ? ? }? } 請注意 這兩個函數的功能相似。然而,第一個函數調用strlen()函數多次,而第二個函數只調用函數strlen()一次。因此第二個函數性能明顯比第一個好。
2、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;? } 同樣,這兩個函數具有類似的功能。所不同的是在第一個函數( 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)?,F在你認為哪一個好些?
3、節約內存(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,short占用2個字節和int需要4字節的內存。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,第二個結構只需要8個字節?這怎么可能呢?
請注意,在第一個結構,3個不同的4個字節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個字節邊界(一共8個字節)。
4、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)。
5、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。
6、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。
7、確保聲明和定義是靜態的,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?,F在我們并不需要為內部函數創建頭文件,其他看不到該函數。
靜態聲明一個函數的優點包括: A)兩個或兩個以上具有相同名稱的靜態函數,可用于在不同的文件。 B)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: /*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; }
8、使用Memoization,以避免遞歸重復計算 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: int fib ( n ) { ? ? if ( n == 0 || n == 1 ) { ? ? ? ? return 1; ? ? } ? ? else { ? ? ? ? return fib( n - 2 ) + fib ( n - 1 ); ? ? } }
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,...
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<n(i)函數增長i<n。解決這一問題的快速方法將是計算函數值1次,存儲在一些地方,需要時計算,而非一直重復計算。
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:
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 }
這里calc_fib( n )函數被main()調用。
9、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。
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 );? } 當遭遇這些指針,程序通常是”怪異“的表現。
10、 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)。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C 程序更有效率的 10 种方法的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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