一般程序如果要進行優(yōu)化,通常情況下是指優(yōu)化程序代碼或程序執(zhí)行速度。優(yōu)化代碼和優(yōu)化速度實際上是一個予盾的統(tǒng)一,一般是優(yōu)化了代碼的尺寸,就會帶來執(zhí)行時間的增加,如果優(yōu)化了程序的執(zhí)行速度,通常會帶來代碼增加的副作用,很難魚與熊掌兼得,只能在設計時掌握一個平衡點。
一、程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
1、表達式
對于一個表達式中各種運算執(zhí)行的優(yōu)先順序不太明確或容易混淆的地方,應當采用圓括號明確指定它們的優(yōu)先順序。一個表達式通常不能寫得太復雜,如果表達式太復雜,時間久了以后,自己也不容易看得懂,不利于以后的維護。
2、程序的書寫結(jié)構(gòu)
雖然書寫格式并不會影響生成的代碼質(zhì)量,但是在實際編寫程序時還是應該尊循一定的書寫規(guī)則,一個書寫清晰、明了的程序,有利于以后的維護。在書寫程序時,特別是對于While、for、do…while、if…elst、switch…case等語句或這些語句嵌套組合時,應采用"縮格"的書寫形式,
3、減少判斷語句
能夠使用條件編譯(ifdef)的地方就使用條件編譯而不使用if語句,有利于減少編譯生成的代碼的長度,能夠不用判斷語句則少用判斷用語句。
4、標識符
程序中使用的用戶標識符除要遵循標識符的命名規(guī)則以外,一般不要用代數(shù)符號(如a、b、x1、y1)作為變量名,應選取具有相關(guān)含義的英文單詞(或縮寫)或漢語拼音作為標識符,以增加程序的可讀性,如:count、number1、red、work等。
5、定義常數(shù)
在程序化設計過程中,對于經(jīng)常使用的一些常數(shù),如果將它直接寫到程序中去,一旦常數(shù)的數(shù)值發(fā)生變化,就必須逐個找出程序中所有的常數(shù),并逐一進行修改,這樣必然會降低程序的可維護性。因此,應盡量當采用預處理命令方式來定義常數(shù),而且還可以避免輸入錯誤。
二、代碼的優(yōu)化
1、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(zhì)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字節(jié)的指令。在AVR單片適用的ICCAVR、GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書寫方式生成的代碼是一樣的,也能夠生成高質(zhì)量的inc和dec之類的的代碼。
2、查表
在程序中一般不進行非常復雜的運算,如浮點數(shù)的乘除及開方等,以及一些復雜的數(shù)學模型的插補運算,對這些即消耗時間又消費資源的運算,應盡量使用查表的方式,并且將數(shù)據(jù)表置于程序存儲區(qū)。如果直接生成所需的表比較困難,也盡量在啟動時先計算,然后在數(shù)據(jù)存儲器中生成所需的表,后以在程序運行直接查表就可以了,減少了程序執(zhí)行過程中重復計算的工作量。
3、使用盡量小的數(shù)據(jù)類型
能夠使用字符型(char)定義的變量,就不要使用整型(int)變量來定義;能夠使用整型變量定義的變量就不要用長整型(long int),能不使用浮點型(float)變量就不要使用浮點型變量。當然,在定義變量后不要超過變量的作用范圍,如果超過變量的范圍賦值,C編譯器并不報錯,但程序運行結(jié)果卻錯了,而且這樣的錯誤很難發(fā)現(xiàn)。在ICCAVR中,可以在Options中設定使用printf參數(shù),盡量使用基本型參數(shù)(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式說明符),少用長整型參數(shù)(%ld、%lu、%lx和%lX格式說明符),至于浮點型的參數(shù)(%f)則盡量不要使用,其它C編譯器也一樣。在其它條件不變的情況下,使用%f參數(shù),會使生成的代碼的數(shù)量增加很多,執(zhí)行速度降低。
4、選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
應該熟悉算法語言,知道各種算法的優(yōu)缺點,具體資料請參見相應的參考資料,有很多計算機書籍上都有介紹。將比較慢的順序查找法用較快的二分查找或亂序查找法代替,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執(zhí)行的效率選擇一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很重要,比如你在一堆隨機存放的數(shù)中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。數(shù)組與指針語句具有十分密碼的關(guān)系,一般來說,指針比較靈活簡潔,而數(shù)組則比較直觀,容易理解。對于大部分的編譯器,使用指針比使用數(shù)組生成的代碼更短,執(zhí)行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數(shù)組比使用的指針生成的代碼更短。