一、變量與值得比較

1、布爾變量與零值的比較

不可將布爾變量直接與 TRUE、 FALSE或者 1、 0進行比較 。據(jù)布爾類型的語義，零值為“ 假”（記為 FALSE），任何非零值都是“ 真”（記為TRUE）。

TRUE的值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標準。例如 Visual C++ 將 TRUE定義為 1， 而 Visual Basic則將 TRUE定義為-1 。

假設布爾變量名字為 flag，它與零值比較的標準 if語句如下：

if (flag) // 表示flag為真
if (!flag) // 表示flag為假

其它的用法都屬于不良風格，例如：

if (flag == TRUE)
if (flag == 1 )
if (flag == FALSE)
if (flag == 0)

2、整形變量與零值的比較

應當將整型變量用“ ==” 或“ ！=” 直接與 0比較 。假設整型變量的名字為 value，它與零值比較的標準 if語句如下：

if (value == 0)
if (value != 0)

不可模仿布爾變量的風格而寫成：

if (value) // 會讓人誤解 value是布爾變量
if (!value)

3、浮點變量與零值的比較

不可將浮點變量用“ ==” 或“ ！=” 與任何數(shù)字比較 。千萬要留意， 無論是 float還是 double類型的變量， 都有精度限制。

所以一定要避免將浮點變量用“ ==” 或“ ！=” 與數(shù)字比較，應該設法轉(zhuǎn)化成“ >=” 或“ <=” 形式。假設浮點變量的名字為 x，應當 將：

if (x == 0.0) // 隱含錯誤的比

轉(zhuǎn)化為：

if ((x>=-EPSINON) && (x<=EPSINON))

其中 EPSINON是允許的誤差（即精度） 。

4、指針變量與零值的比較

應當將指針變量用“ ==” 或“ ！=” 與 NULL比較 。指針變量的零值是“ 空”（記為 NULL）。

盡管 NULL 的值與 0相同，但是兩者意義不同。假設指針變量的名字為 p，它與零值比較的標準 if語句如下：

if (p == NULL) // p與 NULL顯式比較，強調(diào) p是指針變量
if (p != NULL)

不要寫成：

if (p == 0) // 容易讓人誤解 p是整型變量
if (p != 0)

或者：

if (p) // 容易讓人誤解p是布爾變量
if (!p)

二、變量及基本運算

1、整型數(shù)

如果我們確定整數(shù)非負，就應該使用unsigned int而不是int。

有些處理器處理無符號unsigned 整形數(shù)的效率遠遠高于有符號signed整形數(shù)（這是一種很好的做法，也有利于代碼具體類型的自解釋）。

因此，在一個緊密循環(huán)中，聲明一個int整形變量的最好方法是：

registerunsignedint variable_name;

記住，整形in的運算速度高浮點型float，并且可以被處理器直接完成運算，而不需要借助于FPU（浮點運算單元）或者浮點型運算庫。

盡管這不保證編譯器一定會使用到寄存器存儲變量，也不能保證處理器處理能更高效處理unsigned整型，但這對于所有的編譯器是通用的。

例如在一個計算包中，如果需要結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位，我們可以將其乘以100，然后盡可能晚的把它轉(zhuǎn)換為浮點型數(shù)字。

2、除法和取余數(shù)

在標準處理器中，對于分子和分母，一個32位的除法需要使用20至140次循環(huán)操作。

除法函數(shù)消耗的時間包括一個常量時間加上每一位除法消耗的時間。

Time (numerator / denominator) = C0 + C1* log2 (numerator / denominator)
     = C0 + C1 * (log2 (numerator) - log2 (denominator)).

對于ARM處理器，這個版本需要20+4.3N次循環(huán)。這是一個消耗很大的操作，應該盡可能的避免執(zhí)行。

有時，可以通過乘法表達式來替代除法。例如，假如我們知道b是正數(shù)并且b*c是個整數(shù)，那么(a/b)>c可以改寫為a>(c*b)。

如果確定操作數(shù)是無符號unsigned的，使用無符號unsigned除法更好一些，因為它比有符號signed除法效率高。

3、取模的一種替代方法

我們使用取余數(shù)操作符來提供算數(shù)取模。但有時可以結(jié)合使用if語句進行取模操作。考慮如下兩個例子：

uint modulo_func1 (uint count)
{
   return (++count % 60);
}

uint modulo_func2 (uint count)
{
   if (++count >= 60)
      count = 0;
   return (count);
}

優(yōu)先使用if語句，而不是取余數(shù)運算符，因為if語句的執(zhí)行速度更快。這里注意新版本函數(shù)只有在我們知道輸入的count結(jié)余0至59時在能正確的工作。

4、使用數(shù)組下標

如果你想給一個變量設置一個代表某種意思的字符值，你可能會這樣做：

switch ( queue )
{
case0 :   letter = 'W';
   break;
case1 :   letter = 'S';
   break;
case2 :   letter = 'U';
   break;
}

或者這樣做：

if ( queue == 0 )
  letter = 'W';
elseif ( queue == 1 )
  letter = 'S';
else
  letter = 'U';

一種更簡潔、更快的方法是使用數(shù)組下標獲取字符數(shù)組的值。如下：

staticchar *classes="WSU";
letter = classes[queue];

5、使用別名

考慮如下的例子：

void func1( int *data )
{
    int i;
 
    for(i=0; i<10; i++)
    {
          anyfunc( *data, i);
    }
}

盡管*data的值可能從未被改變，但編譯器并不知道anyfunc函數(shù)不會修改它，所以程序必須在每次使用它的時候從內(nèi)存中讀取它。如果我們知道變量的值不會被改變，那么就應該使用如下的編碼：

void func1( int *data )
{
    int i;
    int localdata;
 
    localdata = *data;
    for(i=0; i<10; i++)
    {
          anyfunc ( localdata, i);
    }
}

這為編譯器優(yōu)化代碼提供了條件。

6、局部變量的類型

我們應該盡可能的不使用char和short類型的局部變量。對于char和short類型，編譯器需要在每次賦值的時候?qū)⒕植孔兞繙p少到8或者16位。

這對于有符號變量稱之為有符號擴展，對于無符號變量稱之為零擴展。這些擴展可以通過寄存器左移24或者16位，然后根據(jù)有無符號標志右移相同的位數(shù)實現(xiàn)，這會消耗兩次計算機指令操作（無符號char類型的零擴展僅需要消耗一次計算機指令）。

可以通過使用int和unsigned int類型的局部變量來避免這樣的移位操作。這對于先加載數(shù)據(jù)到局部變量，然后處理局部變量數(shù)據(jù)值這樣的操作非常重要。無論輸入輸出數(shù)據(jù)是8位或者16位，將它們考慮為32位是值得的。

考慮下面的三個函數(shù)：

int wordinc (int a)
{
   return a + 1;
}
short shortinc (short a)
{
    return a + 1;
}
char charinc (char a)
{
    return a + 1;
}

盡管結(jié)果均相同，但是第一個程序片段運行速度高于后兩者。

三、循環(huán)語句

1、多重循環(huán)

在多重循環(huán)中， 如果有可能， 應當將最長的循環(huán)放在最內(nèi)層， 最短的循環(huán)放在最外層，以減少 CPU 跨切循環(huán)層的次數(shù)。例如示例 4-4(b)的效率比示例4-4(a)的高 ：

2、循環(huán)體內(nèi)的判斷

如果循環(huán)體內(nèi)存在邏輯判斷， 并且循環(huán)次數(shù)很大， 宜將邏輯判斷移到循環(huán)體的外面。

示例 4-4(c)的程序比示例 4-4(d)多執(zhí)行了 N-1次邏輯判斷。并且由于前者老要進行邏輯判斷，打斷了循環(huán)“ 流水線” 作業(yè)，使得編譯器不能對循環(huán)進行優(yōu)化處理， 降低了效率。

如果N非常大， 最好采用示例 4-4(d)的寫法， 可以提高效率。如果 N非常小，兩者效率差別并不明顯，采用示例 4-4(c)的寫法比較好， 因為程序更加簡潔。

3、for 語句的循環(huán)控制變量

不可在 for 循環(huán)體內(nèi)修改循環(huán)變量，防止 for 循環(huán)失去控制 。建議 for語句的循環(huán)控制變量的取值采用“ 半開半閉區(qū)間” 寫法。

示例 4-5(a)中的 x值屬于半開半閉區(qū)間“ 0 =< x < N”，起點到終點的間隔為 N，循環(huán)次數(shù)為 N。

示例 4-5(b)中的 x值屬于閉區(qū)間“ 0 =< x <= N-1”，起點到終點的間隔為 N-1，循環(huán)次數(shù)為 N。

相比之下，示例 4-5(a)的寫法更加直觀，盡管兩者的功能是相同的 。

4、更快的for()循環(huán)

這是一個簡單而高效的概念。通常，我們編寫for循環(huán)代碼如下：

for( i=0;  i<10;  i++){ ... }

i從0循環(huán)到9。如果我們不介意循環(huán)計數(shù)的順序，我們可以這樣寫：

for( i=10; i--; ) { ... }

這樣快的原因是因為它能更快的處理i的值–測試條件是：i是非零的嗎？如果這樣，遞減i的值。對于上面的代碼，處理器需要計算“計算i減去10，其值非負嗎？

如果非負，i遞增并繼續(xù)”。簡單的循環(huán)卻有很大的不同。這樣，i從9遞減到0，這樣的循環(huán)執(zhí)行速度更快。

這里的語法有點奇怪，但確實合法的。循環(huán)中的第三條語句是可選的（無限循環(huán)可以寫為for(;;)）。如下代碼擁有同樣的效果：

for(i=10; i; i--){}

或者更進一步的：

for(i=10; i!=0; i--){}

這里我們需要記住的是循環(huán)必須終止于0（因此，如果在50到80之間循環(huán)，這不會起作用），并且循環(huán)計數(shù)器是遞減的。使用遞增循環(huán)計數(shù)器的代碼不享有這種優(yōu)化。

四、指針

我們應該盡可能的使用引用值的方式傳遞結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，也就是說使用指針，否則傳遞的數(shù)據(jù)會被拷貝到棧中，從而降低程序的性能。

函數(shù)通過參數(shù)接受結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的指針，如果我們確定不改變數(shù)據(jù)的值，我們需要將指針指向的內(nèi)容定義為常量。例如：

void print_data_of_a_structure ( const Thestruct  *data_pointer)
{
    ...printf contents of the structure...
}

這個示例告訴編譯器函數(shù)不會改變外部參數(shù)的值（使用const修飾），并且不用在每次訪問時都進行讀取。

同時，確保編譯器限制任何對只讀結(jié)構(gòu)的修改操作從而給予結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)額外的保護。

五、懶檢測開發(fā)

在if(a>10 && b=4)這樣的語句中，確保AND表達式的第一部分最可能較快的給出結(jié)果（或者最早、最快計算），這樣第二部分便有可能不需要執(zhí)行。

六、用switch()函數(shù)替代if…else…

對于涉及if…else…else…這樣的多條件判斷，例如：

if( val == 1)
    dostuff1();
elseif (val == 2)
    dostuff2();
elseif (val == 3)
    dostuff3();

使用switch可能更快：

switch( val )
{
    case1: dostuff1(); break;

    case2: dostuff2(); break;

    case3: dostuff3(); break;
}

在if()語句中，如果最后一條語句命中，之前的條件都需要被測試執(zhí)行一次。switch允許我們不做額外的測試。如果必須使用if…else…語句，將最可能執(zhí)行的放在最前面。

審核編輯 ：李倩