更多课程 选择中心

嵌入式培训
达内IT学院

400-111-8989

如何运用减少运算的强度来优化代码?

  • 发布:嵌入式培训
  • 来源:嵌入式资讯
  • 时间:2020-09-15 16:56

(1)、查表(游戏程序员必修课)

一个聪明的游戏大虾,基本上不会在自己的主循环里搞什么运算工作,绝对是先计算好了,再到循环里查表。看下面的例子:

旧代码:

long factorial(int i)

{

if (i == 0)

return 1;

else

return i * factorial(i - 1);

}

新代码:

static long factorial_table[] = {1, 1, 2, 6, 24, 120, 720 /* etc */ };

long factorial(int i)

{

return factorial_table[i];

}

如果表很大,不好写,就写一个init函数,在循环外临时生成表格。

(2)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。

(3)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。

(4)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;

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

采用运算量更小的表达式替换原来的表达式,下面是一个经典例子:

旧代码:

x = w % 8;

y = pow(x, 2.0);

z = y * 33;

for (i = 0;i < MAX;i++)

{

h = 14 * i;

printf("%d", h);

}

新代码:

x = w & 7; /* 位操作比求余运算快*/

y = x * x; /* 乘法比平方运算快*/

z = (y << 5) + y; /* 位移乘法比乘法快 */

for (i = h = 0; i < MAX; i++)

{

h += 14; /* 加法比乘法快 */

printf("%d",h);

}

(5)避免不必要的整数除法

整数除法是整数运算中最慢的,所以应该尽可能避免。一种可能减少整数除法的地方是连除,这里除法可以由乘法代替。这个替换的副作用是有可能在算乘积时会溢出,所以只能在一定范围的除法中使用。

不好的代码:

int i, j, k, m;

m = i / j / k;

推荐的代码:

int i, j, k, m;

m = i / (j * k);

(6)使用增量和减量操作符

在使用到加一和减一操作时尽量使用增量和减量操作符,因为增量符语句比赋值语句更快,原因在于对大多数CPU来说,对内存字的增、减量操作不必明显地使用取内存和写内存的指令,比如下面这条语句:

x=x+1;

模仿大多数微机汇编语言为例,产生的代码类似于:

move A,x ;把x从内存取出存入累加器A

add A,1 ;累加器A加1

store x ;把新值存回x

如果使用增量操作符,生成的代码如下:

incr x ;x加1

显然,不用取指令和存指令,增、减量操作执行的速度加快,同时长度也缩短了。

(7)使用复合赋值表达式

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。

(8)提取公共的子表达式

在某些情况下,C++编译器不能从浮点表达式中提出公共的子表达式,因为这意味着相当于对表达式重新排序。需要特别指出的是,编译器在提取公共子表达式前不能按照代数的等价关系重新安排表达式。这时,程序员要手动地提出公共的子表达式(在VC.NET里有一项“全局优化”选项可以完成此工作,但效果就不得而知了)。

不好的代码:

float a, b, c, d, e, f;

。。。

e = b * c / d;

f = b / d * a;

推荐的代码:

float a, b, c, d, e, f;

。。。

const float t(b / d);

e = c * t;

f = a * t;

不好的代码:

float a, b, c, e, f;

。。。

e = a / c;

f = b / c;

推荐的代码:

float a, b, c, e, f;

。。。

const float t(1.0f / c);

e = a * t;

f = b * t;

版权声明:转载文章来自公开网络,版权归作者本人所有,推送文章除非无法确认,我们都会注明作者和来源。如果出处有误或侵犯到原作者权益,请与我们联系删除或授权事宜。

预约申请免费试听课

填写下面表单即可预约申请免费试听!怕钱不够?可就业挣钱后再付学费! 怕学不会?助教全程陪读,随时解惑!担心就业?一地学习,可全国推荐就业!

上一篇:干货!十个嵌入式编程小知识总结
下一篇:标准C库导致缓冲区溢出有什么危害?

怎样才能学好单片机?

单片机:写1清零,写0清零,有什么区别?

嵌入式工程师一定不要乱用全局变量

嵌入式培训靠谱吗?就业怎么样?

  • 扫码领取资料

    回复关键字:视频资料

    免费领取 达内课程视频学习资料

  • 搜索抖音号

    搜索抖音号:1821685962

    免费领取达内课程视频学习资料

Copyright © 2021 Tedu.cn All Rights Reserved 京ICP备08000853号-56 京公网安备 11010802029508号 达内时代科技集团有限公司 版权所有

选择城市和中心
黑龙江省

吉林省

河北省

湖南省

贵州省

云南省

广西省

海南省