大话C语言——优化结构控制（二）

三.表达式优化(二)——使用数学公式

计算机的特点是准确的执行重复性的动作，利用这个特点，用户可以将大量的计算工作交给计算机去做。使用计算机解决问题时，会遇到枚举，递归等人们不太喜欢的问题。但这些问题对于计算机来说成为了一般性的问题，对于计算机来说，这些重复的工作可以确保准确性，而且计算机不会疲倦。

如下面这个例子：计算1~n之间n个整数和。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;
    int n,sum=0;
    scanf("%d",&n);
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        sum+=i;
    }
    printf("the result is:%d\n",sum);
    return 0;
}

程序结果：

100
the result is:5050

我们来分析一下这个程序，

这个程序执行100次，每次需要做的计算如下：

（1）判断条件，是否需要继续执行循环。

（2）累加循环因子。

（3）累加保存和的变量。

因此该程序需要执行300次计算，才能得出正确的结果，现在将程序用著名的高斯定理来实现：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;
    int n,sum=0;
    scanf("%d",&n);
    sum=((1+n)*n)/2;
    printf("the result is:%d\n",sum);
    return 0;
}

结果一样。

这个程序执行起来只要三次，首先计算n+1的值，接着计算（n+1)*n的值，最后计算（n+1）*n/2的值，执行效率显著提升。因此，在编写程序过程中应用数学公式，可以起到大幅度的提高程序执行效率。

四.表达式优化——存储问题

C语言中的变量需要保存在内存中，相对于CPU内部的寄存器操作，访问内存所消耗的时间是很大的。因此减少内存访问也是提高程序运行效率方法之一。

例如，对于内存访问导致下面两个语句的执行速度不同，但是这两个语句实现了同样的功能。

x=x+1；

该语句在执行过程中，编译器会认为赋值符号“=”两边的操作数不是一个数，而是两个。执行过程分为三步：寻找存储左边操作数x的内存单元地址；寻找存储右边操作数x的内存单元的地址：计算x+1的值并存储在变量x中。

x+=1；

该语句在执行过程中，编译器会认为赋值符号“=”两边的操作数是同一个数，执行过程分为两步：寻找存储操作数x的内存单元地址；计算x+1的值并存储在变量x中。

明显的第二种方法少一步，提高了效率。