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C 代码优化一（C 使用者必读）

2008-02-23 05:28:13来源：互联网阅读 ()

谈到优化，很多人都会直接想到汇编。难道优化只能在汇编层次吗？当然不是，C 层次相同能够作代码优化，其中有些常常是意想不到的。在C 层次进行优化，比在汇编层次优化具备更好的移植性，应该是优化中的最好选择做法。

　　确定浮点型变量和表达式是 float 型

　　为了让编译器产生更好的代码(比如说产生3DNow! 或SSE指令的代码)，必须确定浮点型变量和表达式是 float 型的。要特别注意的是，以 "；F"；或 "；f"；为后缀（比如：3.14f）的浮点常量才是 float 型，否则默认是 double 型。为了避免 float 型参数自动转化为 double，请在函数声明时使用 float。

　　使用32位的数据类型

　　编译器有很多种，但他们都包含的典型的32位类型是：int，signed，signed int，unsigned，unsigned int，long，signed long，long int，signed long int，unsigned long，unsigned long int。尽量使用32位的数据类型，因为他们比16位的数据甚至8位的数据更有效率。

　　明智使用有符号整型变量

　　在很多情况下，您需要考虑整型变量是有符号还是无符号类型的。比如，保存一个人的体重数据时不可能出现负数，所以无需使用有符号类型。但是，假如是要保存温度数据，就必须使用到有符号的变量。

　　在许多地方，考虑是否使用有符号的变量是必要的。在一些情况下，有符号的运算比较快；但在一些情况下却相反。

　　比如：整型到浮点转化时，使用大于16位的有符号整型比较快。因为x86构架中提供了从有符号整型转化到浮点型的指令，但没有提供从无符号整型转化到浮点的指令。看看编译器产生的汇编代码：

　　不好的代码：

编译前编译后

double x； mov [foo 4], 0
unsigned int i； mov eax, i
x = i； mov [foo], eax
flid qword ptr [foo]
fstp qword ptr [x]

　　上面的代码比较慢。不但因为指令数目比较多，而且由于指令不能配对造成的FLID指令被延迟执行。最好用以下代码代替：
推荐的代码：

编译前编译后

double x； fild dword ptr [i]
int i； fstp qword ptr [x]
x = i；

　　在整数运算中计算商和余数时，使用无符号类型比较快。以下这段典型的代码是编译器产生的32位整型数除以4的代码：

　　不好的代码推荐的代码

编译前编译后

int i； mov eax, i
i = i / 4； cdq
and edx, 3
add eax, edx
sar eax, 2
mov i, eax

编译前编译后

unsigned int i； shr i, 2
i = i / 4；

　　总结：
　　无符号类型用于：
　　除法和余数
　　循环计数
　　数组下标
　　有符号类型用于：
　　整型到浮点的转化
　　while VS. for

　　在编程中，我们常常需要用到无限循环，常用的两种方法是while (1) 和 for (；；)。这两种方法效果完全相同，但那一种更好呢？然我们看看他们编译后的代码：

编译前编译后

while (1)； mov eax,1
test eax,eax
je foo 23h
jmp foo 18h

编译前编译后

for (；；)； jmp foo 23h

　　一目了然，for (；；)指令少，不占用寄存器，而且没有判断跳转，比while (1)好。

　　使用数组型代替指针型

　　使用指针会使编译器很难优化他。因为缺乏有效的指针代码优化的方法，编译器总是假设指针能够访问内存的任意地方，包括分配给其他变量的储存空间。所以为了编译器产生优化得更好的代码，要避免在不必要的地方使用指针。一个典型的例子是访问存放在数组中的数据。C 允许使用操作符 [] 或指针来访问数组，使用数组型代码会让优化器减少产生不安全代码的可能性。比如，x[0] 和x[2] 不可能是同一个内存地址，但 *p 和 *q 可能。强烈建议使用数组型，因为这样可能会有意料之外的性能提升。

不好的代码推荐的代码

typedef struct
{
　　float x,y,z,w；
} VERTEX；
typedef struct
{
　　float m[4][4]；
} MATRIX；
void XForm(float* res, const float* v, const float* m, int nNumVerts)
{
　　float dp；
　　int i；
　　　const VERTEX* vv = (VERTEX *)v；
　　　for (i = 0； i <； nNumVerts； i )
　　{
　　　　dp = vv->；x * *m ；
　　　　dp = vv->；y * *m ；
　　　　dp = vv->；z * *m ；
　　　　dp = vv->；w * *m ；
　　　　*res = dp；　　　　　　// 写入转换了的 x
　　　　dp = vv->；x * *m ；
　　　　dp = vv->；y * *m ；
　　　　dp = vv->；z * *m ；
　　　　dp = vv->；w * *m ；
　　　　*res = dp；　　　　　// 写入转换了的 y
　　　　dp = vv->；x * *m ；
　　　　dp = vv->；y * *m ；
　　　　dp = vv->；z * *m ；
　　　　dp = vv->；w * *m ；
　　　　*res = dp；　　　　// 写入转换了的 z
　　　　dp = vv->；x * *m ；
　　　　dp = vv->；y * *m ；
　　　　dp = vv->；z * *m ；
　　　　dp = vv->；w * *m ；
　　　　*res = dp；　　　　// 写入转换了的 w
　　　　vv ；　　　　　　　 // 下一个矢量
　　　　m -= 16；
　　}
}
typedef struct
{
　　float x,y,z,w；
} VERTEX；
typedef struct
{
　　float m[4][4]；
} MATRIX；
void XForm (float* res, const float* v, const float* m, int nNumVerts)
{
　　int i；
　　const VERTEX* vv = (VERTEX*)v；
　　const MATRIX* mm = (MATRIX*)m；
　　VERTEX* rr = (VERTEX*)res；
　　for (i = 0； i <； nNumVerts； i )
　　{
　　　　rr->；x = vv->；x * mm->；m[0][0] vv->；y * mm->；m[0][1]
　　　　　　　　 vv->；z * mm->；m[0][2] vv->；w * mm->；m[0][3]；

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