加快程序运行速度的写法

最新推荐文章于 2023-10-09 09:37:09 发布

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本文详细介绍了嵌入式系统中如何通过优化算法、编写技巧、利用逻辑运算、指针寻址、内存对齐等方式提高程序运行速度。包括使用++、--、位移操作符加速计算，减少分支语句，使用指针减少数组引用次数，避免不必要的内存寻址，以及函数和变量的优化策略，如inline函数、减少函数参数、使用register变量等。通过这些方法，可以显著提高代码的执行效率。

嵌入式系统编程技巧之：
加快程序运行速度的写法
影响程序运行速度的因素：
1）算法：同样的计算结果，不同的算法，速度差距很大；
2）写法：巧妙的写法，也可以加快运行速度，特别是遇到大循环的时候；
一个程序的运行速度提高，需在平时就采成良好的代码编写习惯，每个地方“一点点”，累积起来才见分晓。
1）计算：
计算机计算方法中，最快的：++，-- , << , >> & | ^ ~
第二级： + - *
第三级： /
第四级：三角，开方等
有以下优化写法：
a) X = y / a/b/c 应写为： x = y / (abc)

b) 整数乘除2的指数时，应采用：<< ， >>
优化成：x >>=n ; x<<=n;

c) 取二进制的余，x = y%16 , 优化为：x = Y&0x0f;

d) x = x +1 ; 应优化成：x++，x–
x++ : 在很多CPU中，仅　１T
　　 x= x +1 ; 可能需要 3 T

    e) 若程序中存在 除以某个不变数（比如：某个设定的参数，设定之后大量引用），应将这个参数取倒数，改除为乘；
    如： 若程序中需频繁地 / z ，则应优化：
    对于不变的常数： #define  Z  1/z 
       在某个过程中不会变的，则先： Z = 1/z
      在程序中，改成 x = y*Z;

2）充分利用逻辑运算 0或1 的结果：
If( x > y )
{
Z = y *2;
}
优化成： z = y<<(x>y);

 同理：   m += (X>Y);
          A.0 = (X>Y)
          A.0 |= (X>Y)

CPU运算速度对分支很敏感，这样就避免了分支，大大加快。

3）充分利用指针寻址：
主要面对数组的同一元素多次引用时，应采取指针法
如： A(i).n =
A(i).m =
………
同一个A(i)多次此用
应优化为：
pA = &A(i);
pA->n =
pA->m =
此用量越大，效果越明显；

4）在一个逻辑条件语句中常数项永远在左侧。
错误：if( 1 == x ) // 优点：不容易笔误，但相对慢
正确：if( x == 1 ) // 容易笔误成 x = 1 , 特别是初学者
理由：绝大多数CPU都有直接与常数操作的指令

确保声明和定义是静态的，除非您希望从不同的文件中调用该函数。
在同一文件函数对其他函数可见，才称之为静态函数。它限制其他访问内部函数，如果我们希望从外界隐藏该函数。现在我们并不需要为内部函数创建头文件，其他看不到该函数。静态声明一个函数的优点包括：
（1）两个或两个以上具有相同名称的静态函数，可用于在不同的文件。
（2）编译消耗减少，因为没有外部符号处理。
尽量使用与CPU位宽相同的数据类型
如：32位机，尽量使用32位的数据，也有些“伪32位”的CPU，如：TI的C2000系统，期数据基本位宽是16位。

7）、内存对齐
减小内存消耗，加快寻址速度，以32位机为例
struct
{ int16 A;
Float32 C;
Int16 B;
}ABC;
内存中的占用为：
A：16/32
C: 32
B: 16/32
共：3个32位空间
应优化为：
struct
{