华为C语言编程规范（8）—程序效率

7-1：编程时要经常注意代码的效率。

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。

7-2：在保证软件系统的正确性、稳定性、可读性及可测性的前提下，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。

7-3：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。

7-4：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：这种方式是解决软件空间效率的根本办法。

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

7-5：循环体内工作量最小化。
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，使循环体内工作量最小，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 */

7-6：仔细分析有关算法，并进行优化。仔细考查、分析系统及模块处理输入（如事务、消息等）的方式，并加以改进。

7-7：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。

7-8：编程时，要随时留心代码效率；优化代码时，要考虑周全。

7-9：不应花过多的时间拼命地提高调用不很频繁的函数代码效率。

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。

7-10：要仔细地构造或直接用汇编编写调用频繁或性能要求极高的函数。

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。

7-11：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。

7-12：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];
}
}

可以改为如下方式，以提高效率。
for (col = 0; col < 5; col++)
{
for (row = 0; row < 100; row++)
{
sum += a[row][col];
}
}

7-13：尽量减少循环嵌套层次。

7-14：避免循环体内含判断语句，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。
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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;
}
}

7-15：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;

7-16：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。