如何寫(xiě)出好的單片機(jī)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(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)看
1,代碼穩(wěn)定,沒(méi)有隱患。
2,執(zhí)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(yàn)來(lái)和大家分享;
1、如果可以的話(huà)少用庫(kù)函數(shù),便于不同的mcu和編譯器間的移植
2、選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
應(yīng)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(qǐng)參見(jiàn)相應(yīng)的參考資料,有很多計(jì)算機(jī)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(zhí)行的效率。.選擇一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很重要,比如你在一堆隨機(jī)存放的數(shù)中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。數(shù)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(shù)組則比較直觀(guān),容易理解。對(duì)于大部分的編譯器,使用指針比使用數(shù)組生成的代碼更短,執(zhí)行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數(shù)組比使用的指針生成的代碼更短。
3、使用盡量小的數(shù)據(jù)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(zhǎng)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(dāng)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(bào)錯(cuò),但程序運(yùn)行結(jié)果卻錯(cuò)了,而且這樣的錯(cuò)誤很難發(fā)現(xiàn)。在ICCAVR中,可以在Options中設(shè)定使用printf參數(shù),盡量使用基本型參數(shù)(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式說(shuō)明符),少用長(zhǎng)整型參數(shù)(%ld、%lu、%lx和%lX格式說(shuō)明符),至于浮點(diǎn)型的參數(shù)(%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(shù),會(huì)使生成的代碼的數(shù)量增加很多,執(zhí)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(fù)合賦值表達(dá)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(jié)的指令。在AVR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(yùn)算的強(qiáng)度
可以使用運(yùn)算量小但功能相同的表達(dá)式替換原來(lái)復(fù)雜的的表達(dá)式。如下:
(1)、求余運(yùn)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(yùn)算均是調(diào)用子程序來(lái)完成,代碼長(zhǎng)、執(zhí)行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數(shù),均可使用位操作的方法來(lái)代替。
(2)、平方運(yùn)算
a=pow(a,2.0);
可以改為:
a=a*a;
說(shuō)明:在有內(nèi)置硬件乘法器的單片機(jī)中(如51系列),乘法運(yùn)算比求平方運(yùn)算快得多,因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)的求平方是通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在自帶硬件乘法器的AVR單片機(jī)中,如ATMega163中,乘法運(yùn)算只需2個(gè)時(shí)鐘周期就可以完成。既使是在沒(méi)有內(nèi)置硬件乘法器的AVR單片機(jī)中,乘法運(yùn)算的子程序比平方運(yùn)算的子程序代碼短,執(zhí)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(xiàn)乘除法運(yùn)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(shù)或除以任何數(shù),均調(diào)用乘除法子程序。用移位的方法得到代碼比調(diào)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(shù),均可以用移位的方法得到結(jié)果,如:
a=a*9
可以改為:
a=(a3)+a
6、循環(huán)
(1)、循環(huán)語(yǔ)
對(duì)于一些不需要循環(huán)變量參加運(yùn)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(dá)式、函數(shù)的調(diào)用、指針運(yùn)算、數(shù)組訪(fǎng)問(wèn)等,應(yīng)該將沒(méi)有必要執(zhí)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。
評(píng)論