如何写出高效优美的C语言代码.docx
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如何写出高效优美的C语言代码
如何写出高效优美的C语言代码.txt今天心情不好。
我只有四句话想说。
包括这句和前面的两句。
我的话说完了对付凶恶的人，就要比他更凶恶；对付卑鄙的人，就要比他更卑鄙没有情人味，哪来人情味 拿什么整死你，我的爱人。
收银员说：
没零钱了，找你两个塑料袋吧！
如何写出高效优美的C语言代码
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。
如下：
（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=a<<2;
b=b>>2;
说明：
通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。
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=（a<<3）+a
6、循环
（1）、循环语
对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面，这里的任务包
括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等，应该将没有必要执行多次的操作
全部集合在一起，放到一个init的初始化程序中进行。
（2）、延时函数：
通常使用的延时函数均采用自加的形式：
voiddelay（void）
{
unsignedinti;
for（i=0;i<1000;i++）
;
}
将其改为自减延时函数：
voiddelay（void）
{
unsignedinti;
for（i=1000;i>0;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1~3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1~3个字母。
但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时，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do…while循环
用while循环时有以下两种循环形式：
unsignedinti;
i=0;
while（i<1000）
{
i++;
//用户程序
}
或：
unsignedinti;
i=1000;
do
i--;
//用户程序
while（i>0）;
在这两种循环中，使用do…while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：
CODE:
1，防止一个头文件被重复包含
#ifndefCOMDEF_H
#defineCOMDEF_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。
typedefunsignedcharboolean;
typedefunsignedlongintuint32;
typedefunsignedshortuint16;
typedefunsignedcharuint8;
typedefsignedlongintint32;
typedefsignedshortint16;
typedefsignedcharint8;
//下面的不建议使用
typedefunsignedcharbyte;
typedefunsignedshortword;
typedefunsignedlongdword;
typedefunsignedcharuint1;
typedefunsignedshortuint2;
typedefunsignedlonguint4;
typedefsignedcharint1;
typedefsignedshortint2;
typedeflongintint4;
typedefsignedlongsint31;
typedefsignedshortsint15;
typedefsignedcharsint7;
3，得到指定地址上的一个字节或字
#defineMEM_B（x）（*（（byte*）（x）））
#defineMEM_W（x）（*（（word*）（x）））
4，求最大值和最小值
#defineMAX（x,y）（（（x）>（y））?
（x）:
（y））
#defineMIN（x,y）（（（x）<（y））?
（x）:
（y））
5，得到一个field在结构体（struct）中的偏移量
#defineFPOS（type,field）\
（（dword）&（（type*）0）->field）
6,得到一个结构体中field所占用的字节数
#defineFSIZ（type,field）sizeof（（（type*）0）->field）
7，按照LSB格式把两个字节转化为一个Word
#defineFLIPW（ray）（（（（word）（ray）[0]）*256）+（ray）[1]）
8，按照LSB格式把一个Word转化为两个字节
#defineFLOPW（ray,val）\
（ray）[0]=（（val）/256）;\
（ray）[1]=（（val）&0xFF）
9，得到一个变量的地址（word宽度）
#defineB_PTR（var）（（byte*）（void*）&（var））
#defineW_PTR（var）（（word*）（void*）&（var））
10，得到一个字的高位和低位字节
#defineWORD_LO（xxx）（（byte）（（word）（xxx）&255））
#defineWORD_HI（xxx）（（byte）（（word）（xxx）>>8））
11，返回一个比X大的最接近的8的倍数
#defineRND8（x）（（（（x）+7）/8）*8）
12，将一个字母转换为大写
#defineUPCASE（c）（（（c）>='a'&&（c）<='z'）?
（（c）-0x20）:
（c））
13，判断字符是不是10进值的数字
#defineDECCHK（c）（（c）>='0'&&（c）<='9'）
14，判断字符是不是16进值的数字
#defineHEXCHK（c）（（（c）>='0'&&（c）<='9'）||\
（（c）>='A'&&（c）<='F'）||\
（（c）>='a'&&（c）<='f'））
15，防止溢出的一个方法
#defineINC_SAT（val）（val=（（val）+1>（val））?
（val）+1:
（val））
16，返回数组元素的个数
#defineARR_SIZE（a）（sizeof（（a））/sizeof（（a[0]）））
17，返回一个无符号数n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO（X,n）=X%（2^n）
#defineMOD_BY_POWER_OF_TWO（val,mod_by）\
（（dword）（val）&（dword）（（mod_by）-1））
18，对于IO空间映射在存储空间的结构，输入输出处理
#defineinp（port）（*（（volatilebyte*）（port）））
#defineinpw（port）（*（（volatileword*）（port）））
#defineinpdw（port）（*（（volatiledword*）（port）））
#defineoutp（port,val）（*（（volatilebyte*）（port））=（（byte）（val）））
#defineoutpw（port,val）（*（（volatileword*）（port））=（（word）（val）））
#defineoutpdw（port,val）（*（（volatiledword*）（port））=（（dword）（val）））
[2005-9-9添加]
19,使用一些宏跟踪调试
ANSI标准说明了五个预定义的宏名。
它们是：
_LINE_
_FILE_
_DATE_
_TIME_
_STDC_
如果编译不是标准的，则可能仅支持以上宏名中的几个，或根本不支持。
记住编译程序
也许还提供其它预定义的宏名。
_LINE_及_FILE_宏指令在有关#line的部分中已讨论，这里讨论其余的宏名。
_DATE_宏指令含有形式为月/日/年的串，表示源文件被翻译到代码时的日期。
源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_TIME_中。
串形式为时：
分：
秒。
如果实现是标准的，则宏_STDC_含有十进制常量1。
如果它含有任何其它数，则实现是
非标准的。
可以定义宏，例如:
当定义了_DEBUG，输出数据信息和所在文件所在行
#ifdef_DEBUG
#defineDEBUGMSG（msg,date）printf（msg）;printf（“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_）
#else
#defineDEBUGMSG（msg,date）
#endif
20，宏定义防止使用是错误
用小括号包含。
例如：
#defineADD（a,b）（a+b）
用do{}while（0）语句包含多语句防止错误
例如：
#difneDO（a,b）a+b;\
a++;
应用时：
if（….）
DO（a,b）;//产生错误
else
解决方法:
#difneDO（a,b）do{a+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.
用法:
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineSTR（s）#s
#defineCONS（a,b）int（a##e##b）
intmain（）
{
printf（STR（vck））;//输出字符串"vck"
printf（"%d\n",CONS（2,3））;//2e3输出:
2000
return0;
}
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
#defineTOW
（2）
#defineMUL（a,b）（a*b）
printf（"%d*%d=%d\n",TOW,TOW,MUL（TOW,TOW））;
这行的宏会被展开为：
printf（"%d*%d=%d\n",
（2）,
（2）,（
（2）*
（2）））;
MUL里的参数TOW会被展开为
（2）.
2,当有'#'或'##'的时候
#defineA
（2）
#defineSTR（s）#s
#defineCONS（a,b）int（a##e##b）
printf（"intmax:
%s\n",STR（INT_MAX））;//INT_MAX#include
这行会被展开为：
printf（"intmax:
%s\n","INT_MAX"）;
printf（"%s\n",CONS（A,A））;//compileerror
这一行则是：
printf（"%s\n",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.
#defineA
（2）
#define_STR（s）#s
#defineSTR（s）_STR（s）//转换宏
#define_CONS（a,b）int（a##e##b）
#defineCONS（a,b）_CONS（a,b）//转换宏
printf（"intmax:
%s\n",STR（INT_MAX））;//INT_MAX,int型的最大值，为一个变量#include
输出为:
intmax:
0x7fffffff
STR（INT_MAX）-->_STR（0x7fffffff）然后再转换成字符串；
printf（"%d\n",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）typevar##line
#define__ANONYMOUS0（type,line）___ANONYMOUS1（type,_anonymous,line）
#defineANONYMOUS（type）__ANONYMOUS0（type,__LINE__）
例：
ANONYMOUS（staticint）;即:
staticint_anonymous70;70表示该行行号；
第一层：
ANONYMOUS（staticint）;-->__ANONYMOUS0（staticint,__LINE__）;
第二层：
-->___ANONYMOUS1（staticint,_anonymous,70）;
第三层：
-->staticint_anonymous70;
即每次只能解开当前层的宏，所以__LINE__在第二层才能被解开；
2、填充结构
#defineFILL（a）{a,#a}
enumIDD{OPEN,CLOSE};
typedefstructMSG{
IDDid;
constchar*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
#defineGET_FILE_NAME（f）_GET_FILE_NAME（f）
staticcharFILE_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
#defineTYPE_BUF_SIZE（type）_TYPE_BUF_SIZE（type）
charbuf[TYPE_BUF_SIZE（INT_MAX）];
-->charbuf[_TYPE_BUF_SIZE（0x7fffffff）];
-->charbuf[sizeof"0x7fffffff"];
这里相当于：
charbuf[11];
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