嵌入式开发中C程序优化浅析

嵌入式系统由于受功耗、成本和体积等因素的制约，嵌入式微处理器的处理能力与桌面系统处理器相比也存在较大差距，故嵌入式系统对程序运行的空间和时间要求更为苛刻。    
通常，需要对嵌入式应用程序进行性能优化，以满足嵌入式应用的性能需求。
   
1 嵌入式程序优化的类型
     
嵌入式应用程序优化，指在不改变程序功能的情况下，通过修改原来程序的算法、结构，并利用软件开发工具对程序进行改进，使修改后的程序运行速度更高或代码尺寸更小。
   
按照优化的侧重点不同，程序优化可分为运行速度优化和代码尺寸优化。运行速度优化是指在充分掌握软硬件特性的基础上，通过应用程序结构调整等手段来缩短完成指定任务所需的运行时间；代码尺寸优化则是指应用程序在能够正确实现所需功能的前提下，尽可能减小程序的代码量。实际应用中，这两者往往是相互矛盾的，为了提高程序运行速度，就要以增加代码量为代价；而为了减小程序代码尺寸，可能又要以降低程序运行速度为代价。因此，在对程序进行优化之前，应根据实际需要来制定具体的优化策略。随着计算机和微电子技术的不断发展，存储空间已不再是制约嵌入式系统的主要因素，因此本文主要讨论运行速度优化。
   
2 嵌入式程序优化遵循的原则
     
嵌入式程序优化主要遵循以下3个原则。
     
①等效原则：优化前后程序实现的功能一致。
   
②有效原则：优化后要比优化前运行速度快或占用存储空间小，或二者兼有。
 
③经济原则：优化程序要付出较小的代价，取得较好的结果。
   
3 嵌入式程序优化的主要方面
 
嵌入式程序的优化分为3个方面：算法和数据结构优化、编译优化以及代码优化。
   
3.1 算法和数据结构优化
     
算法和数据结构是程序设计的核心所在，算法的好坏在很大程度上决定了程序的优劣。为了实现某种功能，通常可以采用多种算法，不同算法的复杂度和效率差别很大。选择一种高效的算法或对算法进行优化，可以使应用程序获得更高的优化性能。例如：在数据搜索时，二分查找法要比顺序查找法快。递归程序需要大量的过程调用，并在堆栈中保存所有返回过程的局部变量，时间效率和空间效率都非常低；若根据实际