本文講述在編寫C程序代碼的常用優化辦法，分為I/O篇，內存篇，算法篇，MMX匯編篇。

二．內存篇

?????? 在上一篇中我們講述了如何優化文件的讀寫，這一篇則主要講述對內存操作的優化，主要有數組的尋址，指針鏈表等，還有一些實用技巧。

I．優化數組的尋址

?????? 在編寫程序時，我們常常使用一個一維數組a[M×N]來模擬二維數組a[N][M]，這個時候訪問a[]一維數組的時候：我們經常是這樣寫a[j×M＋i]（對于a[j][i]）。這樣寫當然是無可置疑的，但是顯然每個尋址語句j×M＋i都要進行一次乘法運算。現在再讓我們看看二維數值的尋址，說到這里我們不得不深入到C編譯器在申請二維數組和一維數組的內部細節上――實際在申請二位數組和一維數組，編譯器的處理是不一樣的，申請一個a[N][M]的數組要比申請一個a[M×N]的數組占用的空間大！二維數組的結構是分為兩部分的：

① 是一個指針數組，存儲的是每一行的起始地址，這也就是為什么在a[N][M]中，a[j]是一個指針而不是a[j][0]數據的原因。

② 是真正的M×N的連續數據塊，這解釋了為什么一個二維數組可以象一維數組那樣尋址的原因。（即a[j][i]等同于(a[0])[j×M＋i]）

清楚了這些，我們就可以知道二維數組要比（模擬該二維數組的）一維數組尋址效率高。因為a[j][i]的尋址僅僅是訪問指針數組得到j行的地址，然后再+i,是沒有乘法運算的！

??? 所以，在處理一維數組的時候，我們常常采用下面的優化辦法：（偽碼例子）

??? int a[M*N];
??? int *b=a;
??? for(…)
??? {
??????? b[…]=…;
??????? …………
??????? b[…]=…;
??????? b+=M;
??? }

這個是遍歷訪問數組的一個優化例子，每次b+=M就使得b更新為下一行的頭指針。當然如果你愿意的話，可以自己定義一個數組指針來存儲每一行的起始地址。然后按照二維數組的尋址辦法來處理一維數組。不過，在這里我建議你干脆就直接申請一個二維數組比較的好。下面是動態申請和釋放一個二維數組的C代碼。

int get_mem2Dint(int ***array2D, int rows, int columns)???? //h.263源代碼
{
??? int i;

??? if((*array2D?= (int**)calloc(rows, sizeof(int*))) == NULL) no_mem_exit(1);
??? if(((*array2D)[0] = (int* )calloc(rows*columns,sizeof(int ))) == NULL) no_mem_exit(1);

for(i=1 ; i<rows ; i++)
??????? (*array2D)[i] =? (*array2D)[i-1] + columns? ;

return rows*columns*sizeof(int);
}

void free_mem2D(byte **array2D)
{
??? if (array2D)
??? {
??? ??? if (array2D[0])
??????????? free (array2D[0]);
??????? else
??????????? error ("free_mem2D: trying to free unused memory",100);

??????? free (array2D);
? ? }
??? else
??? {
??? ??? error ("free_mem2D: trying to free unused memory",100);
??? }
}

順便說一下，如果你的數組尋址有一個偏移量的話，不要寫為a[x+offset]，而應該為?b=a+offset，然后訪問b[x]。

不過，如果你不是處理對速度有特別要求的程序的話，這樣的優化也就不必要了。記住，如果編普通程序的話，可讀性和可移值性是第一位的。

II．從負數開始的數組

?????? 在編程的時候，你是不是經常要處理邊界問題呢？在處理邊界問題的時候，經常下標是從負數開始的，通常我們的處理是將邊界處理分離出來，單獨用額外的代碼寫。那么當你知道如何使用從負數開始的數組的時候，邊界處理就方便多了。下面是靜態使用一個從－1開始的數組：

int a[M];

int *pa=a+1;

現在如果你使用pa訪問a的時候就是從－1到M－2了，就是這么簡單。（如果你動態申請a的話，free（a）可不要free（pa）因為pa不是數組的頭地址）

III．我們需要鏈表嗎

?????? 相信大家在學習《數據結構》的時候，對鏈表是相當熟悉了，所以我看有人在編寫一些耗時算法的時候，也采用了鏈表的形式。這樣編寫當然對內存的占用（似乎）少了，可是速度呢？如果你測試：申請并遍歷10000個元素鏈表的時間與遍歷相同元素的數組的時間，你就會發現時間相差了百倍！（以前測試過一個算法，用鏈表是1分鐘，用數組是4秒鐘）。所以這里我的建議是：在編寫耗時大的代碼時，盡可能不要采用鏈表！

?????? 其實實際上采用鏈表并不能真正節省內存，在編寫很多算法的時候，我們是知道要占用多少內存的（至少也知道個大概），那么與其用鏈表一點點的消耗內存，不如用數組一步就把內存占用。采用鏈表的形式一定是在元素比較少，或者該部分基本不耗時的情況下。

(我估計鏈表主要慢是慢在它是一步步申請內存的，如果能夠象數組一樣分配一個大內存塊的話，應該也不怎么耗時，這個沒有具體測試過。僅僅是猜想 :P)

轉載于:https://www.cnblogs.com/huaping-audio/archive/2008/09/11/1289454.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C程序优化之路（二）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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