如何寫(xiě)出好的單片機C語(yǔ)言代碼
程序能跑起來(lái)并不見(jiàn)得你的代碼就是很好的c代碼了,衡量代碼的好壞應該從以下幾個(gè)方面來(lái)看
1,代碼穩定,沒(méi)有隱患。
2,執行效率高。
3,可讀性高。
4,便于移植。
下面發(fā)一些我在網(wǎng)上看到的技巧和自己的一些經(jīng)驗來(lái)和大家分享;
1、如果可以的話(huà)少用庫函數,便于不同的mcu和編譯器間的移植
2、選擇合適的算法和數據結構
應該熟悉算法語(yǔ)言,知道各種算法的優(yōu)缺點(diǎn),具體資料請參見(jiàn)相應的參考資料,有很多計算機書(shū)籍上都有介紹。將比較慢的順序查找法用較快的二分查找或亂序查找法代替,插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替,都可以大大提高程序執行的效率。.選擇一種合適的數據結構也很重要,比如你在一堆隨機存放的數中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。數組與指針語(yǔ)句具有十分密碼的關(guān)系,一般來(lái)說(shuō),指針比較靈活簡(jiǎn)潔,而數組則比較直觀(guān),容易理解。對于大部分的編譯器,使用指針比使用數組生成的代碼更短,執行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數組比使用的指針生成的代碼更短。
3、使用盡量小的數據類(lèi)型
能夠使用字符型(char)定義的變量,就不要使用整型(int)變量來(lái)定義;能夠使用整型變量定義的變量就不要用長(cháng)整型(long int),能不使用浮點(diǎn)型(float)變量就不要使用浮點(diǎn)型變量。當然,在定義變量后不要超過(guò)變量的作用范圍,如果超過(guò)變量的范圍賦值,C編譯器并不報錯,但程序運行結果卻錯了,而且這樣的錯誤很難發(fā)現。在ICCAVR中,可以在Options中設定使用printf參數,盡量使用基本型參數(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式說(shuō)明符),少用長(cháng)整型參數(%ld、%lu、%lx和%lX格式說(shuō)明符),至于浮點(diǎn)型的參數(%f)則盡量不要使用,其它C編譯器也一樣。在其它條件不變的情況下,使用%f參數,會(huì )使生成的代碼的數量增加很多,執行速度降低。
4、使用自加、自減指令
通常使用自加、自減指令和復合賦值表達式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質(zhì)量的程序代碼,編譯器通常都能夠生成inc和dec之類(lèi)的指令,而使用a=a+1或a=a-1之類(lèi)的指令,有很多C編譯器都會(huì )生成二到三個(gè)字節的指令。在A(yíng)VR單片適用的ICCAVR、GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書(shū)寫(xiě)方式生成的代碼是一樣的,也能夠生成高質(zhì)量的inc和dec之類(lèi)的的代碼。
5、減少運算的強度
可以使用運算量小但功能相同的表達式替換原來(lái)復雜的的表達式。如下:
(1)、求余運算。
a=a%8;
可以改為:
a=a7;
說(shuō)明:位操作只需一個(gè)指令周期即可完成,而大部分的C編譯器的“%”運算均是調用子程序來(lái)完成,代碼長(cháng)、執行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數,均可使用位操作的方法來(lái)代替。
(2)、平方運算
a=pow(a,2.0);
可以改為:
a=a*a;
說(shuō)明:在有內置硬件乘法器的單片機中(如51系列),乘法運算比求平方運算快得多,因為浮點(diǎn)數的求平方是通過(guò)調用子程序來(lái)實(shí)現的,在自帶硬件乘法器的AVR單片機中,如ATMega163中,乘法運算只需2個(gè)時(shí)鐘周期就可以完成。既使是在沒(méi)有內置硬件乘法器的AVR單片機中,乘法運算的子程序比平方運算的子程序代碼短,執行速度快。
如果是求3次方,如:
a=pow(a,3.0);
更改為:
a=a*a*a;
則效率的改善更明顯。
(3)、用移位實(shí)現乘除法運算
a=a*4;
b=b/4;
可以改為:
a=a2;
b=b>>2;
說(shuō)明: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碼,而乘以其它的整數或除以任何數,均調用乘除法子程序。用移位的方法得到代碼比調用乘除法子程序生成的代碼效率高。實(shí)際上,只要是乘以或除以一個(gè)整數,均可以用移位的方法得到結果,如:
a=a*9
可以改為:
a=(a3)+a
6、循環(huán)
(1)、循環(huán)語(yǔ)
對于一些不需要循環(huán)變量參加運算的任務(wù)可以把它們放到循環(huán)外面,這里的任務(wù)包括表達式、函數的調用、指針運算、數組訪(fǎng)問(wèn)等,應該將沒(méi)有必要執行多次的操作全部集合在一起,放到一個(gè)init的初始化程序中進(jìn)行。
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