a=a*4;
b=b/4;
可以改为:
a=a<<2;
b=b>>2;
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
采用运算量更小的表达式替换原来的表达式,下面是一个经典例子:
旧代码:
x = w % 8;
y = pow(x, 2.0);
z = y * 33;
for (i = 0;i < MAX;i++)
{
h = 14 * i;
printf(&#34;%d&#34;, h);
}
新代码:
x = w & 7; /* 位操作比求余运算快*/
y = x * x; /* 乘法比平方运算快*/
z = (y << 5) + y; /* 位移乘法比乘法快 */
for (i = h = 0; i < MAX; i++)
{
h += 14; /* 加法比乘法快 */
printf(&#34;%d&#34;,h);
} (5)避免不必要的整数除法
整数除法是整数运算中最慢的,所以应该尽可能避免。一种可能减少整数除法的地方是连除,这里除法可以由乘法代替。这个替换的副作用是有可能在算乘积时会溢出,所以只能在一定范围的除法中使用。
不好的代码:
int i, j, k, m;
m = i / j / k;
推荐的代码:
int i, j, k, m;
m = i / (j * k); (6)使用增量和减量操作符
在使用到加一和减一操作时尽量使用增量和减量操作符,因为增量符语句比赋值语句更快,原因在于对大多数CPU来说,对内存字的增、减量操作不必明显地使用取内存和写内存的指令,比如下面这条语句:
x=x+1;
模仿大多数微机汇编语言为例,产生的代码类似于:
move A,x ;把x从内存取出存入累加器A
add A,1 ;累加器A加1
store x ;把新值存回x
如果使用增量操作符,生成的代码如下:
incr x ;x加1
显然,不用取指令和存指令,增、减量操作执行的速度加快,同时长度也缩短了。 (7)使用复合赋值表达式
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。 (8)提取公共的子表达式
在某些情况下,C++编译器不能从浮点表达式中提出公共的子表达式,因为这意味着相当于对表达式重新排序。
需要特别指出的是,编译器在提取公共子表达式前不能按照代数的等价关系重新安排表达式。这时,程序员要手动地提出公共的子表达式(在http://VC.NET里有一项“全局优化”选项可以完成此工作,但效果就不得而知了)。
不好的代码:
float a, b, c, d, e, f;
。。。
e = b * c / d;
f = b / d * a;
推荐的代码:
float a, b, c, d, e, f;
。。。
const float t(b / d);
e = c * t;
f = a * t;
不好的代码:
float a, b, c, e, f;
。。。
e = a / c;
f = b / c;
推荐的代码:
float a, b, c, e, f;
。。。
const float t(1.0f / c);
e = a * t;
f = b * t; 4、结构体成员的布局
通常使用的延时函数均采用自加的形式:
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=0;i<1000;i++) ;
}
将其改为自减延时函数:
void delay (void)
{
unsigned int i;
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,使用预减循环有可能使数组超界,要引起注意。 (4)while循环和do…while循环
用while循环时有以下两种循环形式:
unsigned int i;
i=0;
while (i<1000)
{
i++;
//用户程序
}
或:
unsigned int i;
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。 (5)循环展开
这是经典的速度优化,但许多编译程序(如gcc -funroll-loops)能自动完成这个事,所以现在你自己来优化这个显得效果不明显。
旧代码:
for (i = 0; i < 100; i++)
{
do_stuff(i);
}
新代码:
for (i = 0; i < 100; )
{
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
}
可以看出,新代码里比较指令由100次降低为10次,循环时间节约了90%。不过注意:对于中间变量或结果被更改的循环,编译程序往往拒绝展开(怕担责任呗),这时候就需要你自己来做展开工作了。
还有一点请注意,在有内部指令cache的CPU上(如MMX芯片),因为循环展开的代码很大,往往cache溢出,这时展开的代码会频繁地在CPU 的cache和内存之间调来调去,又因为cache速度很高,所以此时循环展开反而会变慢。还有就是循环展开会影响矢量运算优化。 (6)循环嵌套
把相关循环放到一个循环里,也会加快速度。
旧代码:
for (i = 0; i < MAX; i++) /* initialize 2d array to 0&#39;s */
for (j = 0; j < MAX; j++)
a[j] = 0.0;
for (i = 0; i < MAX; i++) /* put 1&#39;s along the diagonal */
a = 1.0;
新代码:
for (i = 0; i < MAX; i++) /* initialize 2d array to 0&#39;s */
{
for (j = 0; j < MAX; j++)
a[j] = 0.0;
a = 1.0; /* put 1&#39;s along the diagonal */
} (7)Switch语句中根据发生频率来进行case排序
Switch 可能转化成多种不同算法的代码。其中最常见的是跳转表和比较链/树。当switch用比较链的方式转化时,编译器会产生if-else-if的嵌套代码,并按照顺序进行比较,匹配时就跳转到满足条件的语句执行。所以,可以对case的值依照发生的可能性进行排序,把最有可能的放在第一位,这样可以提高性能。
此外,在case中推荐使用小的连续的整数,因为在这种情况下,所有的编译器都可以把switch 转化成跳转表。
不好的代码:
int days_in_month, short_months, normal_months, long_months;
。。。。。。
switch (days_in_month)
{
case 28:
case 29:
short_months ++;
break;
case 30:
normal_months ++;
break;
case 31:
long_months ++;
break;
default:
cout << &#34;month has fewer than 28 or more than 31 days&#34; << endl;
break;
}
推荐的代码:
int days_in_month, short_months, normal_months, long_months;
。。。。。。
switch (days_in_month)
{
case 31:
long_months ++;
break;
case 30:
normal_months ++;
break;
case 28:
case 29:
short_months ++;
break;
default:
cout << &#34;month has fewer than 28 or more than 31 days&#34; << endl;
break;
} (8)将大的switch语句转为嵌套switch语句
当switch语句中的case标号很多时,为了减少比较的次数,明智的做法是把大switch语句转为嵌套switch语句。把发生频率高的case 标号放在一个switch语句中,并且是嵌套switch语句的最外层,发生相对频率相对低的case标号放在另一个switch语句中。比如,下面的程序段把相对发生频率低的情况放在缺省的case标号内。
pMsg=ReceiveMessage();
switch (pMsg->type)
{
case FREQUENT_MSG1:
handleFrequentMsg();
break;
case FREQUENT_MSG2:
handleFrequentMsg2();
break;
。。。。。。
case FREQUENT_MSGn:
handleFrequentMsgn();
break;
default: //嵌套部分用来处理不经常发生的消息
switch (pMsg->type)
{
case INFREQUENT_MSG1:
handleInfrequentMsg1();
break;
case INFREQUENT_MSG2:
handleInfrequentMsg2();
break;
。。。。。。
case INFREQUENT_MSGm:
handleInfrequentMsgm();
break;
}
}
如果switch中每一种情况下都有很多的工作要做,那么把整个switch语句用一个指向函数指针的表来替换会更加有效,比如下面的switch语句,有三种情况:
enum MsgType{Msg1, Msg2, Msg3}
switch (ReceiveMessage()
{
case Msg1;
。。。。。。
case Msg2;
。。。。。
case Msg3;
。。。。。
}
为了提高执行速度,用下面这段代码来替换这个上面的switch语句。
/*准备工作*/
int handleMsg1(void);
int handleMsg2(void);
int handleMsg3(void);
/*创建一个函数指针数组*/
int (*MsgFunction [])()={handleMsg1, handleMsg2, handleMsg3};
/*用下面这行更有效的代码来替换switch语句*/
status=MsgFunction[ReceiveMessage()](); (9)循环转置
有些机器对JNZ(为0转移)有特别的指令处理,速度非常快,如果你的循环对方向不敏感,可以由大向小循环。
旧代码:
for (i = 1; i <= MAX; i++)
{
。。。
}
新代码:
i = MAX+1;
while (--i)
{
。。。
}
不过千万注意,如果指针操作使用了i值,这种方法可能引起指针越界的严重错误(i = MAX+1;)。当然,你可以通过对i做加减运算来纠正,但这样就起不到加速的作用,除非类似于以下情况:
旧代码:
char a[MAX+5];
for (i = 1; i <= MAX; i++)
{
*(a+i+4)=0;
}
新代码:
i = MAX+1;
while (--i)
{
*(a+i+4)=0;
} (10)公用代码块