如何优化C语言代码(程序员必读)

如何优化C语言代码(程序员必读) 

1、选择合适的算法和数据结构 

应该熟悉算法语言，知道各种算法的优缺点，具体资料请参见相应的参考资料，有 

很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找 

法代替，插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替，都可以大大 

提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要，比如你在一堆随机存 

放的数中使用了大量的插入和删除指令，那使用链表要快得多。 

数组与指针语句具有十分密码的关系，一般来说，指针比较灵活简洁，而数组则比 

较直观，容易理解。对于大部分的编译器，使用指针比使用数组生成的代码更短， 

执行效率更高。但是在Keil中则相反，使用数组比使用的指针生成的代码更短。。 

3、使用尽量小的数据类型 

能够使用字符型(char)定义的变量，就不要使用整型(int)变量来定义；能够使用 

整型变量定义的变量就不要用长整型(long int)，能不使用浮点型(float)变量就 

不要使用浮点型变量。当然，在定义变量后不要超过变量的作用范围，如果超过变 

量的范围赋值，C编译器并不报错，但程序运行结果却错了，而且这样的错误很难 

发现。 

在ICCAVR中，可以在Options中设定使用printf参数，尽量使用基本型参数(%c、 

%d、%x、%X、%u和%s格式说明符)，少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明 

符)，至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用，其它C编译器也一样。在其它条件不 

变的情况下，使用%f参数，会使生成的代码的数量增加很多，执行速度降低。 

4、使用自加、自减指令 

通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的 

程序代码，编译器通常都能够生成inc和dec之类的指令，而使用a=a+1或a=a-1之类 

的指令，有很多C编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR单片适用的ICCAVR、 

GCCAVR、IAR等C编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的，也能够生成高质量 

的inc和dec之类的的代码。 

5、减少运算的强度 

可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下： 

(1)、求余运算。 

     a=a%8; 

可以改为： 

     a=a&7; 

说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的C编译器的“%”运算均是调 

用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求2n方的余数，均可使用 

位操作的方法来代替。 

(2)、平方运算 

     a=pow(a,2.0); 

可以改为： 

     a=a*a; 

说明：在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列)，乘法运算比求平方运算快得多 

，因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，在自带硬件乘法器的AVR单片 

机中，如ATMega163中，乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置 

硬件乘法器的AVR单片机中，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行 

速度快。 

如果是求3次方，如： 

     a=pow(a,3.0); 

更改为： 

     a=a*a*a； 

则效率的改善更明显。 

(3)、用移位实现乘除法运算 

     a=a*4; 

     b=b/4; 

可以改为： 

     a=a<<2; 

     b=b>>2; 

说明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中，如果 

乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法 

子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上， 

只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果，如： 

     a=a*9 

可以改为： 

     a=(a<<3)+a 

6、循环 

(1)、循环语 

对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面，这里的任务包 

括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等，应该将没有必要执行多次的操作 
全部集合在一起，放到一个init的初始化程序中进行。 

(2)、延时函数： 

通常使用的延时函数均采用自加的形式： 

     void delay (void) 

     { 

unsigned int i; 

     for (i=0;i<1000;i++) 

     ; 

     } 

将其改为自减延时函数： 

     void delay (void) 

     { 

unsigned int i; 

         for (i=1000;i>0;i--) 

     ; 

     } 

两个函数的延时效果相似，但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一 

种代码少1~3个字节，因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令，采用后一种方式能 

够生成这类指令。 

在使用while循环时也一样，使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生 

成的代码更少1~3个字母。 

但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时，使用预减循环时有可能使 

数组超界，要引起注意。 

(3)while循环和do…while循环 

用while循环时有以下两种循环形式： 

unsigned int i; 

     i=0; 

     while (i<1000) 

     { 

         i++; 

    //用户程序 

     } 

或： 

unsigned int i; 

     i=1000; 

     do 

     i--; 

     //用户程序 

     while (i>0); 

在这两种循环中，使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。 

7、查表 

在程序中一般不进行非常复杂的运算，如浮点数的乘除及开方等，以及一些复杂的 

数学模型的插补运算，对这些即消耗时间又消费资源的运算，应尽量使用查表的方 

式，并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难，也尽量在启 

了，减少了程序执行过程中重复计算的工作量。 

8、其它 

比如使用在线汇编及将字符串和一些常量保存在程序存储器中，均有利于优化

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