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2020年(nian)03月06日 18:52 ? 次閱讀

首先什麼(me)是(shi)執(zhi)行效率sheng)N頤瞧ping)常所說的執(zhi)行效率就是(shi)使用相同的算法在相同輸入條件下完(wan)成(cheng)相同計算所產生的系(xi)統(tong)開銷,目前來ci)狄yi)般會(hui)更多(duo)關(guan)注執(zhi)行時間方面的開銷。所有語(yu)言編寫的代(dai)碼最終(zhong)要(yao)運行,都jia)yao)轉化成(cheng)機(ji)器碼。在更短的時間內完(wan)成(cheng)相同的事那麼(me)效率就高。

關(guan)于如何(he)提高C語(yu)言程序(xu)的執(zhi)行效率,以我多(duo)年(nian)的編程經驗(yan)在這里我來談談我的想法︰

1.盡量避免調用延時函數(shu)

沒有帶操作系(xi)統(tong)的程序(xu)只能在while(1)里面循環執(zhi)行,如果在這里面調用me)罅康難(nan)郵閉庋hui)很消耗CPU的資(zi)源(yuan),延時等(deng)于是(shi)讓他在這歇(xie)著不(bu)干事了,只有中斷里面的才會(hui)執(zhi)行xiao)H綣jin)僅(jin)是(shi)做一(yi)個LED一(yi)秒閃爍一(yi)次的程序(xu),那麼(me)很簡單,可以直接調用延時函數(shu),但是(shi)實(shi)際shi)南金恐型wang)往(wang)在大循環里有很多(duo)事要(yao)做,對于實(shi)時性要(yao)求較高的場(chang)合就不(bu)行了。為了避免使用延時,可以使用定(ding)時器中斷產生一(yi)個標志(zhi)位,到了時間標志(zhi)位置(zhi)1,在主程序(xu)里面只需要(yao)檢(jian)測標志(zhi)位,置(zhi)1了才執(zhi)行一(yi)次,然後清(qing)標志(zhi)。其他時間就去做別(bie)的事了,而(er)不(bu)會(hui)在這等(deng)待了。最好的例子就是(shi)數(shu)碼管的顯(xian)示,使用中斷xi)饗xian)示,在我們的例程里面有xiao)H緩笫shi)那個按鍵檢(jian)測的mo) yi)般的程序(xu)都是(shi)做的while(!key)等(deng)待按鍵釋(shi)放,如果按鍵一(yi)直按著,那後面的程序(xu)就永遠得不(bu)到運行死在這了,其實(shi)可以做一(yi)個按鍵標志(zhi)檢(jian)測下降(jiang)沿(yan)和(he)上(shang)升沿(yan)就可以避免這個問(wen)題(ti)了。

2.寫出來的代(dai)碼要(yao)盡量簡潔(jie),避免重復

在10天學會(hui)單片機(ji)那本書上(shang)看到他寫的數(shu)碼管顯(xian)示那部分zhi)dai)碼,選中一(yi)個位,然後送數(shu)據,再(zai)選中一(yi)個位,再(zai)送數(shu)據,依次做完(wan)。代(dai)碼重復率太高了,不(bu)僅(jin)佔jia)霉duo)的類存,而(er)且執(zhi)行效率差可讀性差,僅(jin)僅(jin)是(shi)實(shi)現zhi)斯(si)δ芏er)已,實(shi)際shi)謀喑炭梢宰 yi)個循環,for循環或者(zhe)while循環。這樣的代(dai)碼看起來更有水(shui)平(ping)。

如何(he)提高單片機(ji)C語(yu)言程序(xu)的執(zhi)行效率

3.合理使用宏定(ding)義

在程序(xu)中如果某個變量或寄存器經常用到,可以使用宏定(ding)義定(ding)義一(yi)個新(xin)的名代(dai)替他,這樣的好me)κshi)方便修改(gai),比如液晶的數(shu)據端總線接的P1,現在想改(gai)到P0,那麼(me)只需要(yao)修改(gai)宏定(ding)義這里就可以了,編譯器編譯的時候,他會(hui)自動的把定(ding)義的名替換成(cheng)實(shi)際shi)拿啤/p>

4.使用盡量小(xiao)的數(shu)據類型

比如某個變量的值(zhi)範圍是(shi)0-255,那麼(me)就tou)ㄒ宄cheng)unsignedchar,當然也可以定(ding)義成(cheng)unsignedint,但是(shi)這樣造成(cheng)了內存的浪費,而(er)且運算時效率要(yao)低一(yi)點。如果數(shu)據沒有負(fu)數(shu)的話,盡量定(ding)義成(cheng)無符號的類型。應盡量避免定(ding)義成(cheng)浮點型數(shu)據類型或雙精(jing)度(du)(佔8個字節)類型,這兩種(zhong)類型運算時很消耗CPU資(zi)源(yuan)。比如采集電壓範圍是(shi)0-5v,精(jing)確到小(xiao)數(shu)點後三位,可以把采集到jiang)氖shu)據擴(kuo)大1000倍,即使最大也才到5000,然後多(duo)采集幾(ji)次做個濾波算法,最後電壓算出來後只需要(yao)在第一(yi)位後面加(jia)個小(xiao)數(shu)點就可以了,變量定(ding)義成(cheng)unsignedint型變量就沒問(wen)題(ti)了。

5.避免使用乘除法

乘除法很消耗CPU資(zi)源(yuan),查看匯編代(dai)碼會(hui)發現,一(yi)個乘除法運算會(hui)編譯出10幾(ji)甚至(zhi)幾(ji)10行代(dai)碼。如果是(shi)乘以或除以2的n次方,可以用<<或>>來實(shi)現,這種(zhong)移位運算在編譯時就已經算好了,所以yuan)dai)碼很簡潔(jie),運算效率就高。但是(shi)需要(yao)特別(bie)注意運算符的優先級(ji)問(wen)題(ti)。

6.盡量使用復合賦(fu)值(zhi)運算符

a=a+b與a+=b這兩個表達式(shi)有什麼(me)區別(bie)呢?前者(zhe)是(shi)先計算a+b的值(zhi),然後保存到ACC寄存器,然後再(zai)把ACC寄存器的值(zhi)賦(fu)給a,而(er)後者(zhe)是(shi)直接將a+b的值(zhi)賦(fu)給a,節省(sheng)一(yi)個步驟,雖然只節省(sheng)了一(yi)條指令,但是(shi)當這個運算循環幾(ji)千次幾(ji)萬次呢,那麼(me)效果很明顯(xian)了。像其他的-=、*=、/=、%=等(deng)都是(shi)一(yi)樣的。

7.盡量不(bu)要(yao)定(ding)義成(cheng)全局變量

先來看一(yi)下局部變量,全局變量,靜態局部變量,靜態全局變量的異同︰

(1)局部變量︰在一(yi)個函數(shu)中或復合語(yu)句中定(ding)義的變量,在動態存儲區分配存儲單元,在調用時動態分配,在函數(shu)或復合語(yu)句結束時自動釋(shi)放;

(2)靜態局部變量︰在一(yi)個函數(shu)中定(ding)義局部變量時,若加(jia)上(shang)static聲明,則此(ci)變量為靜態局部變量,在靜態存儲區分配存儲單元,在程序(xu)運行期間都不(bu)釋(shi)放;靜態局部變量只能在該函數(shu)中使用;靜態局部變量在編譯時賦(fu)值(zhi)(若在定(ding)義時未進行賦(fu)值(zhi)處理,則默認賦(fu)值(zhi)為0(對數(shu)值(zhi)型變量)或空字zhi)/u>(對字zhi)捅淞浚  瘓蔡 植勘淞吭諍 shu)調用mei) 蟛bu)自動釋(shi)放,保留(liu)函數(shu)調用mei) 蟺鬧zhi);

(3)全局變量︰在函數(shu)外定(ding)義的變量稱為全局變量;全局變量在靜態存儲區分配存儲單元,在程序(xu)運行期間都不(bu)釋(shi)放,在文件中xie)暮 shu)均可調用該全局變量,其他文件內的函數(shu)調用全局變量,需加(jia)extern聲明;

(4)靜態全局變量︰在函數(shu)外定(ding)義變量時,若加(jia)上(shang)staTIc聲明,則此(ci)變量為靜態全局變量;靜態全局變量在靜態存儲區分配存儲單元,在程序(xu)運行期間都不(bu)釋(shi)放,靜態全局變量在編譯時賦(fu)值(zhi)(若在定(ding)義時未進行賦(fu)值(zhi)處理,則默認賦(fu)值(zhi)為0(對數(shu)值(zhi)型變量)或空字zhi) 宰址(zhi)捅淞浚  恢荒茉詰鼻拔募惺褂謾/p>

一(yi)般情況下就tou)ㄒ宄cheng)局部變量,這樣不(bu)僅(jin)運行更高效,而(er)且很方便移植。局部變量大多(duo)定(ding)位于MCU內部的寄存器中,在絕(jue)大多(duo)數(shu)MCU中,使用寄存器操作速度(du)比數(shu)據存儲器快,指令也更多(duo)更靈(ling)活(huo),有利于生成(cheng)質量更高的代(dai)碼,而(er)且局部變量所的佔jia)玫募拇嫫骱he)數(shu)據存儲器在不(bu)同的模(mo)塊(kuai)中可以重復利用。

當中斷里需要(yao)用到jiang)謀淞渴保 托枰yao)定(ding)義成(cheng)全局變量,並且加(jia)volaTIle修飾一(yi)下,防止編譯器優化。如果數(shu)據是(shi)只讀的比如數(shu)碼管的斷碼、漢字取模(mo)的字庫需要(yao)放在ROM里,這樣可以節省(sheng)RAM,51單片機(ji)是(shi)加(jia)code,高級(ji)點的單片機(ji)都是(shi)加(jia)const修飾。

8.選擇合適(shi)的算法和(he)數(shu)據結構

應該熟(shu)悉算法語(yu)言,知道各(ge)種(zhong)算法的優缺點,具體資(zi)料(liao)請參見相應的參考資(zi)料(liao),有很多(duo)計算機(ji)書籍上(shang)都jia)薪檣塴= 冉下乃承xu)查找法用mei)峽斕畝植檎一(yi)蚵倚xu)查找法代(dai)替,插入排序(xu)或冒泡排序(xu)法用快速排序(xu)、合並排序(xu)或根排序(xu)代(dai)替,都可以yuan)蟠筇岣叱絛xu)執(zhi)行xie)男 省(sheng)

選擇一(yi)種(zhong)合適(shi)的數(shu)據結構也很重要(yao)。指針(zhen)是(shi)一(yi)個包含地址(zhi)的變量,可對他指向(xiang)的變量進行尋址(zhi)。使用指針(zhen)可以很容易(yi)的從(cong)一(yi)個變量移到下一(yi)個變量,故特別(bie)適(shi)合對yuan)罅勘淞拷脅僮韉某chang)合。數(shu)組(zu)與指針(zhen)語(yu)句具有十分zhi)芮械(xie)墓guan)系(xi),一(yi)般來ci)擔 剛zhen)比較靈(ling)活(huo)簡潔(jie),而(er)數(shu)組(zu)則比較直觀,容易(yi)理解。對于大部分zhi)謀嘁肫鰨 褂彌剛zhen)比使用數(shu)組(zu)生成(cheng)的代(dai)碼更短,執(zhi)行效率更高。但是(shi)在Keil中則相反,使用數(shu)組(zu)比使用的指針(zhen)生成(cheng)的代(dai)碼更短。

9.使用條件編譯

一(yi)般情況下對C語(yu)言程序(xu)進行編譯時,所有xie)某絛xu)都參加(jia)編譯,但是(shi)有時希(xi)望對其中一(yi)部分內容只在滿足一(yi)定(ding)條件才編譯,這就是(shi)條件編譯。條件編譯可以根據實(shi)際shi)榭觶 ≡癲bu)同的編譯範圍,從(cong)而(er)產生不(bu)同的代(dai)碼。

10.嵌du)牖惚--殺手 

匯編語(yu)言是(shi)效率最高的計算機(ji)語(yu)言,在一(yi)般項目開發當中一(yi)般都采用C語(yu)言來開發的mo) 蛭 度(du)牖惚嘀zhi)後會(hui)影響平(ping)jiao) 囊浦殘院he)可讀性,不(bu)同平(ping)jiao) 幕惚嘀噶釷shi)不(bu)兼容的。但是(shi)對于一(yi)些執(zhi)著的程序(xu)員要(yao)求程序(xu)獲得極致的運行xie)男 剩 嵌莢語(yu)言中嵌du)牖惚啵 礎(chu)盎旌媳喑獺薄W 猓喝綣肭度(du)牖惚啵 yi)定(ding)要(yao)對匯編有深刻的了解。不(bu)到萬不(bu)得已的情況,不(bu)要(yao)使用嵌du)牖惚唷br />責任編輯;zl

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發表于 2020-04-07 15:00? 165次閱讀
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隨著互(hu)聯(lian)網的日益普及,各(ge)種(zhong)家(jia)電設備、儀器儀表以及工業生產中xie)氖shu)據采集與控制設備在逐步jiang)刈zou)向(xiang)網絡化,以....
發表于 2020-04-07 15:00? 92次閱讀
基于ATmega64及RTL8019AS實(shi)現工業...

C語(yu)言的數(shu)據儲存與數(shu)據類型及類型轉換的詳(xiang)細資(zi)料(liao)說...

程序(xu)說到jiang)拙褪shi)對數(shu)據的處理,所以首先要(yao)弄(long)清(qing)楚(chu)需要(yao)處理哪些數(shu)據,計算機(ji)如何(he)存儲這些數(shu)據。C語(yu)言根據需要(yao)....
發表于 2020-04-07 15:00? 418次閱讀
C語(yu)言的數(shu)據儲存與數(shu)據類型及類型轉換的詳(xiang)細資(zi)料(liao)說...

C語(yu)言與Java之(zhi)間的主要(yao)區別(bie)有xin)男/a>

C語(yu)言與Java之(zhi)間的主要(yao)區別(bie)有��xin)男�� /></a></div><div class=

C語(yu)言中#和(he)##符號有什麼(me)樣的作用

、#的預(yu)處理作用預(yu)處理過程實(shi)質上(shang)是(shi)處理“#”,包括︰將#include包含的頭文件直....
發表于 2020-04-07 15:00? 633次閱讀
C語(yu)言中#和(he)##符號有什麼(me)樣的作用

C語(yu)言printf格(ge)式(shi)化輸出的實(shi)例詳(xiang)細資(zi)料(liao)說明

printf 是(shi)C語(yu)言非常有用的一(yi)個函數(shu),也是(shi)我們入門學習C語(yu)言的第一(yi)個函數(shu)。掌握 printf 的....
發表于 2020-04-07 15:00? 292次閱讀
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