让C程序更高效的10种方法
代码之美，不仅在于为一个给定问题找到解决方案，而且还在代码的简单性、有效性、紧凑性和效率（内存）。代码设计比实际执行更难 。因此，每一个程序员当用C语言编程时，都应该记着这些东西。本文向你介绍规范你的C代码的10种方法。
0. 避免不必要的函数调用
考虑下面的2个函数：
1 void str_print( char *str ) 2 { 3 int i; 4 for ( i = 0; i < strlen ( str ); i++ ) { 5 printf("%c",str[ i ] ); 6 } 7 } 8 void str_print1 ( char *str ) 9 { 10 int len; 11 len = strlen ( str ); 12 for ( i = 0; i < len; i++ ) { 13 printf("%c",str[ i ] ); 14 } 15 }
请注意 这两个函数的功能相似。然而，第一个函数调用strlen（）函数多次，而第二个函数只调用函数strlen（）一次。因此第一个函数性能明显比第二个好。（更新：原作者应该是笔误，把第一个函数写成优于第二个，否则自相矛盾。）
1、避免不必要的内存引用
这次我们再用2个例子来对比解释：
1 int multiply ( int *num1 , int *num2 ) 2 { 3 *num1 = *num2; 4 *num1 += *num2; 5 return *num1; 6 } 7 int multiply1 ( int *num1 , int *num2 ) 8 { 9 *num1 = 2 * *num2; 10 return *num1; 11 }
同样，这两个函数具有类似的功能。所不同的是在第一个函数（ 1 for reading *num1 , 2 for reading *num2 and 2 for writing to *num1）有5个内存的引用，而在第二个函数是只有2个内存引用（one for reading *num2 and one for writing to *num1）。现在你认为哪一个好些？
2、节约内存（内存对齐和填充的概念）
1 struct { 2 char c; 3 int i; 4 short s; 5 }str_1; 6 struct { 7 char c; 8 short s; 9 int i; 10 }str_2;
假设一个字符需要1个字节，short占用2个字节和int需要4字节的内存。起初，我们会认为上面定义的结构是相同的，因此占据相同数量的内存。然而，而str_1占用12个字节，第二个结构只需要8个字节？这怎么可能呢？
请注意，在第一个结构，3个不同的4个字节被分配到三种数据类型，而在第二个结构的前4个自己char和short可以被采用，int可以采纳在第二个的4个字节边界（一共8个字节）。
3、使用无符号整数，而不是整数的，如果你知道的值将永远是否定的。
有些处理器可以处理无符号的整数比有符号整数的运算速度要快。（这也是很好的实践，帮助self-documenting代码）。
4、在一个逻辑条件语句中常数项永远在左侧。
1 int x = 4; 2 if ( x = 1 ) { 3 x = x + 2; 4 printf("%d",x); // Output is 3 5 } 6 int x = 4; 7 if ( 1 = x ) { 8 x = x + 2; 9 printf("%d",x); // Compilation error 10 }
使用“=”赋值运算符，替代“==”相等运算符，这是个常见的输入错误。 常数项放在左侧，将产生一个编译时错误，让你轻松捕获你的错误。注：“=”是赋值运算符。 b = 1会设置变量b等于值1。 “==”相等运算符。如果左侧等于右侧，返回true，否则返回false。
5、在可能的情况下使用typedef替代macro。当然有时候你无法避免macro，但是typedef更好。
1 typedef int* INT_PTR; 2 INT_PTR a , b; 3 # define INT_PTR int*; 4 INT_PTR a , b;
在这个宏定义中，a是一个指向整数的指针，而b是只有一个整数声明。使用typedef a和b都是 整数的指针。
6、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：
- A）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。
- B）编译消耗减少，因为没有外部符号处理。
让我们做更好的理解，下面的例子：
1 /*first_file.c*/ 2 static int foo ( int a ) 3 { 4 /*Whatever you want to in the function*/ 5 } 6 /*second_file.c*/ 7 int foo ( int ) 8 int main() 9 { 10 foo(); // This is not a valid function call as the function foo can only be called by any other function within first_file.c where it is defined. 11 12 return 0; 13 }
7、使用Memoization，以避免递归重复计算
考虑Fibonacci（斐波那契）问题;
Fibonacci问题是可以通过简单的递归方法来解决：
1 int fib ( n ) 2 { 3 if ( n == 0 || n == 1 ) { 4 return 1; 5 } 6 else { 7 return fib( n - 2 ) + fib ( n - 1 ); 8 } 9 }
注：在这里，我们考虑Fibonacci 系列从1开始，因此，该系列看起来：1，1，2，3，5，8，...
注意：从递归树，我们计算fib（3）函数2次，fib（2）函数3次。这是相同函数的重复计算。如果n非常大，fib
这个简单的技术叫做Memoization，可以被用在递归，加强计算速度。
fibonacci 函数Memoization的代码，应该是下面的这个样子：
1 int calc_fib ( int n ) 2 { 3 int val[ n ] , i; 4 for ( i = 0; i <=n; i++ ) { 5 val[ i ] = -1; // Value of the first n + 1 terms of the fibonacci terms set to -1 6 } 7 val[ 0 ] = 1; // Value of fib ( 0 ) is set to 1 8 val[ 1 ] = 1; // Value of fib ( 1 ) is set to 1 9 10 return fib( n , val ); 11 } 12 13 int fib( int n , int* value ) 14 { 15 if ( value[ n ] != -1 ) { 16 return value[ n ]; // Using memoization 17 } 18 else { 19 value[ n ] = fib( n - 2 , value ) + fib ( n - 1 , value ); // Computing the fibonacci term 20 } 21 return value[ n ]; // Returning the value 22 }
这里calc_fib( n )函数被main()调用。
8、避免悬空指针和野指针
一个指针的指向对象已被删除，那么就成了悬空指针。野指针是那些未初始化的指针，需要注意的是野指针不指向任何特定的内存位置。
1 void dangling_example() 2 { 3 int *dp = malloc ( sizeof ( int )); 4 /*........*/ 5 free( dp ); // dp is now a dangling pointer 6 dp = NULL; // dp is no longer a dangling pointer 7 } 8 9 void wild_example() 10 { 11 int *ptr; // Uninitialized pointer 12 printf("%u"\n",ptr ); 13 printf("%d",*ptr ); 14 }
当遭遇这些指针，程序通常是”怪异“的表现。
9、 永远记住释放你分配给程序的任何内存。上面的例子就是如果释放dp指针（我们使用malloc()函数调用）。
原文：fortystones 译文：oschina
