[编程好习惯] 利用编程语言特性提高程序执行效率

转自“李云” 博客：http://yunli.blog.51cto.com/831344/252954

利用编程语言的特性不但能简化程序，而且还能提高程序的执行效率。先看一个使用sizeof()提高程序效率的例子程序，图1是没有使用sizeof()之前的代码，其背景信息需要在此做一个交代。其中，alarm_string变量是定义为长度是255的char数组，而tail_msg定义的是一个指向字符串“，List NOT Complete”的指针。space是为了得到在alarm_string中除去tail_msg所指向字符串的长度后，有多少空间可以用来存放其它的内容，这是因为在某种情况下，需要将tail_msg所指向的字符串拷贝到alarm_string数组的末尾。另外，tail_msg所指向的字符串其内容是不会被更改的。
example.c
00070: #define MAX_STRING_TXT         255
00071: char alarm_string [MAX_STRING_TXT];
00072:
00073: char *tail_msg = ", List NOT Complete";
00074: char space = MAX_STRING_TXT - strlen (tail_msg) - 1;

图1

    在图1中，为了计算space的值，需要用到strlen()函数以得到tail_msg所指向字符串的长度，由于strlen()并不将字符串的结束符‘\0’计算在内，所以space的最后面还得减一。由于strlen()是一个函数，所以图1的这短代码在被执行时，strlen()也会每次都被调用，这显然需要耗费一定的处理器时间，更好的方案如图2所示。
example.c
00070: #define MAX_STRING_TXT         255
00071: char alarm_string [MAX_STRING_TXT];
00072:
00073: static const char tail_msg [] = ", List NOT Complete";
00074: char space = MAX_STRING_TXT - sizeof (tail_msg);

图2

    图2中将tail_msg定义为一个静态数组，且在space变量的计算中使用sizeof()进行替代，注意sizeof()会将字符串的结束符‘\0’计算在内。由于sizeof()的值是在编译时就决定了的，也就是说，对于这里的例子，编译器在编译时就会计算出sizeof(tail_msg)的值应当是20，因此，space在运行时将会被直接斌值为235，而不存在任何的函数调用和数学运算。另外，还需要注意tail_msg需要定义为static和const，否则编译器会生成一段代码，每次这段程序被执行时都会对位于栈上的tail_msg数组进行初始化。将tail_msg定义为static和const就会造成其内存分配在.rodata段（参见《程序中的段》）上，而不是栈上，从而避免多次的初始化操作。


    下面再看另一个使用编程语言特性的例子，原始的例子如图3所示。在143行调用memset()对局部数组变量temp进行置零初始化，显然，由于memset()函数的存在，这段代码每次运行时都得进行memset()函数调用，更好的解决方案如图4所示。
example.c
00141: #define MAX_MSK_OCTET_LEN         64
00142: char temp[MAX_MSK_OCTET_LEN];
00143: memset(temp, 0, sizeof(temp));

图3

    在图4中，只是在temp变量的最后加上一个初始化为零的斌值，当编译器看到这段代码时，会生成代码对temp所指向的全部内存（即64个字节）进行置零初始化。如此一来就省去了对memset()函数的调用，从而达到提高效率的目的。
example.c
00141: #define MAX_MSK_OCTET_LEN         64
00142: char temp[MAX_MSK_OCTET_LEN] = {0};

图4

    显然，要运用好编程语言的特性，需要对编程语言有更为深入的理解，而不能只是局限于一些入门书籍中所介绍的知识。尽管，运用编程语言的特性所带来的效率接高对于现在强大的处理器而言可以忽略不计，但它更提体现了我们的专业性 —— 对于编程语言的娴熟驾驭！