C语言性能优化个人总结

基本建议

当编译器分配给本地变量空间时，它们的顺序和它们在源代码中声明的顺序一样，和上一条规则一样，应该把长的变量放在短的变量前面。如果第一个变量对齐了，其它变量就会连续的存放，而且不用填充字节自然就会对齐。

充分分解小的循环:要充分利用CPU的指令缓存，就要充分分解小的循环。特别是当循环体本身很小的时候，分解循环可以提高性能。注意:很多编译器并不能自动分解循环。

在for循环中每次循环都需要对i进行是否越界的判断，而while循环查找只要对比一次即可，避免了查找过程中每次比较后都要判断查找位置是否越界的小技巧，看似与原先差别不大，但是总数据较多时，效率提高很明显，是非常好的编程技巧。

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。

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.

显然，for (；；)指令少，不占用寄存器，而且没有判断、跳转，比while (1)好。

当数据保存到内存时存在读写依赖，即数据必须在正确写入后才能再次读取。虽然AMD Athlon等CPU有加速读写依赖延迟的硬件，允许在要保存的数据被写入内存前读取出来，但是，如果避免了读写依赖并把数据保存在内部寄存器中，速度会更快。在一段很长的又互相依赖的代码链中，避免读写依赖显得尤其重要。如果读写依赖发生在操作数组时，许多编译器不能自动优化代码以避免读写依赖。所以推荐程序员手动去消除读写依赖，举例来说，引进一个可以保存在寄存器中的临时变量。

一般来说，所有函数都应该有原型定义。原型定义可以传达给编译器更多的可能用于优化的信息。

尽可能使用常量(const)。C++ 标准规定，如果一个const声明的对象的地址不被获取，允许编译器不对它分配储存空间。这样可以使代码更有效率，而且可以生成更好的代码。

数学运算的计算时间：由于不同指令本身的速度就是不一样的，比较、整型的加减、位操作速度都是最快的，而除法/取余却很慢。下面有一个更详细的列表，为了更直观一些，用了clock cycle 来衡量，不过这里的 clock cycle 是个平均值，不同的 CPU 还是稍有差异

* comparisons  (1 clock cycle)
* (u)int add, subtract, bitops, shift (1 clock cycle)
* floating point add, sub (3~6 clock cycle) 
* indexed array access (cache effects)
* (u)int32 mul  (3~4 clock cycle)
* Floating point mul (4~8 clock cycle)
* Float Point division, remainder (14~45 clock cycle)
* (u)int division, remainder (40~80 clock cycle)

在性能优化方面永远注意80-20准备，不要优化程序中开销不大的那80%，这是劳而无功的。

程序中对时间要求苛刻的部分可以用内嵌汇编来重写，以带来速度上的显著提高。但是，开发和测试汇编代码是一件辛苦的工作，它将花费更长的时间，因而要慎重选择要用汇编的部分。

通过位运算进行加速

(类似)x=x*10	x=(x<<1)+(x<<3)
x/=2	x>>=1
x%2==1	x&1
x%2==0	!(x&1)
(long long)int a,b,c;　　c=a;a=b;b=c;	(long long)int a,b;　　a ^=b;b =a;a^=b
x*=2n	x<<=n
x/=2n	x>>=n
int a;　　if(a<0) a=-a;	int a;　　a=(a^(a>>31))-(a>>31);
long long int a;　　if(a<0) a=-a;	long long int a;　　a=(a^(a>>63))-(a>>63);
(取得int的最大值)	(1<<31)-1
(取得long long int的最大值)	(1<<63)-1
(取得int的最小值)	1<<31
(取得long long int的最小值)	1<<63
(long long)int a,b;　　(a+b)/2;	(long long)int a,b;　　((a^b)>>1)+(a&b);