8程序效率 | 效率

1.编程时要经常注意代码效率。

说明：代码效率分为全局效率、局部效率、时间效率及空间效率。全局效率是站在整个系统的角度上的系统效率；局部效率是站在模块或函数角度上的效率；时间效率是程序处理输入任务所需的时间长短；空间效率是程序所需内存空间，如机器代码空间大小、数据空间大小、栈空间大小等。

2.在保证软件系统的正确性、稳定性、可读性和可测性的前提下，提高代码效率。

说明：不能一味地追求代码效率，而对软件的正确性、稳定性、可读性及可测性造成影响。

3. 局部效率应为全局效率服务，不能因为提高局部效率而对全局效率造成影响。

4. 通过对系统数据结构的划分与组织的改进，以及对程序算法的优化来提高空间效率。

说明：这种方法是解决软件空间效率的根本方法。

示例：如下记录学生学习成绩的结构不合理。

typedef unsigned char  BYTE;
typedef unsigned short WORD;

typedef struct STUDENT_SCORE_STRU{
    BYTE name[8];
    BYTE age;
    BYTE sex;
    BYTE class;
    BYTE subject;
    float score;
} STUDENT_SCORE;

因为每位学生都有多科学习成绩，故如上结构将占用较大空间。应如下改进（分为两个结构），总的存贮空间将变小，操作也变得更方便。

typedef unsigned char  BYTE;
typedef unsigned short WORD;

typedef struct STUDENT_STUDEBT_STRU{
    BYTE name[8];
    BYTE age;
    BYTE sex;
    BYTE class;
    BYTE subject;
    float score;
} STUDENT;

 typedef struct STUDENT_SCORE_STRU
 {
    WORD student_index;
    BYTE subject;
    float score;
 }

5.循环图内工作量最小化。

说明：应仔细考虑循环体内的语句是否可以放在循环体之外，使循环体内工作量小，从而提高程序的时间效率。

示例：如下代码效率不高

for (ind = 0; ind < MAX_ADD_NUMBER; ind++)
{
    sum += ind;
    back_sum = sum; /* backup sum */
}

语句“back_sum = sum;”完全可以放在 for 语句之后，如下：

for (ind = 0; ind < MAX_ADD_NUMBER; ind++)
{
    sum += ind;
}
back_sum  = sum; /* backup sum */

6.仔细分析有关算法，并进行优化。

7.仔细考察、分析系统及模块处理输入（如事物、消息）的方式，并加以改进。

8.对模块中函数的划分及组织方式进行分析、优化，改进模块中函数的组织结构，提高程序效率。

说明：软件系统的效率主要与算法、处理任务方式、系统功能及函数结构有很大关系，仅在代码上下功夫一般不能解决根本问题。

9.编程时，要随时留心代码效率；优化代码时，要考虑周全。

10.不应花过多的时间拼命地提高不很频繁地函数代码效率。

说明：对代码优化可提高效率，但若考虑不周很有可能引起严重后果。

11.要仔细地构造或直接用汇编编写调用频繁或新能要求极高的函数。

说明：只有对编译系统产生机器码的方式以及硬件系统较为熟悉时，才可使用汇编嵌入方式。嵌入汇编可提高时间及空间效率，但也存在一定风险。

12. 在保证程序质量的前提下，通过压缩代码量、去掉不必要代码以及减少不必要的局部和

全局变量，来提高空间效率。

说明：这种方式对提高空间效率可起到一定作用，但往往不能解决根本问题。

13.在多重循环中，应将最忙的循环放在最内层。

说明：减少 CPU 切入循环层的次数。

示例：如下代码效率不高。

for (row = 0; row < 100; row++)
{
    for (col = 0; col < 5; col++)
    {
        sum += a[row][col];
    }
}

如果改为如下方式，以提高效率。

for (col = 0; col < 5; col++)
{
    for (row = 0; row < 100; row++)
    {
        sum += a[row][col];
    }
}

14.尽量减少循环嵌套层次。

15.避免循环体内函判断，应将循环语句置于判断语句的代码块之中。

说明：目的是减少判断次数。循环体中的判断语句是否可以移到循环体外，要视程序的具体情况而言，一般情况，与循环变量无关的判断语句可以移到循环体外，而有关的则不可以。示例：如下代码效率稍低

for (ind = 0; ind < MAX_RECT_NUMBER; ind++)
{
    if (data_type == RECT_AREA)
    {
        area_sum += rect_area[ind];
    }
    else
    {
        rect_length_sum += rect[ind].length;
        rect_width_sum += rect[ind].width;
    }
}

因为判断语句与循环变量无关，故可如下改进，以减少判断次数。

if (data_type == RECT_AREA)
{
    for (ind = 0; ind < MAX_RECT_NUMBER; ind++)
    {
        area_sum += rect_area[ind];
    }
else
{
    for (ind = 0; ind < MAX_RECT_NUMBER; ind++)
    {
        rect_length_sum += rect[ind].length;
        rect_width_sum += rect[ind].width;
    }
}

16. 尽量用乘法或其它方法代替除法，特别是浮点运算中的除法。

说明：浮点运算除法要占用较多 CPU 资源。

示例：如下表达式运算可能要占较多 CPU 资源。

#define PAI 3.1416 
radius = circle_length / (2 * PAI);

应如下把浮点除法改为浮点乘法。

#define PAI_RECIPROCAL (1 / 3.1416 ) // 编译器编译时，将生成具体浮点数 
radius = circle_length * PAI_RECIPROCAL / 2;

17. 不要一味追求紧凑的代码。

说明：因为紧凑的代码并不代表高效的机器码。