c语言调用函数的编程例子输入三个数按由小到大排序函数调用的方法

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-08-17 09:43 标签： c语言调用函数的编程例子

利用指针变量用函数实现将3个整数按从大到小的顺序输出。

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嵌入式开发基本都会选择c语言调鼡函数的编程例子

这是因为c语言调用函数的编程例子有出色的可移植性

能在多种不同体系结构的软/硬平台上运行

并且c语言调用函数的编程例子具有很高的运行效率

那么如何保证c语言调用函数的编程例子的执行效率？

C代码执行效率与哪些因素有关

C代码执行效率与时间复杂度囷空间复杂度有关：

1、空间复杂度是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量

2、一般情况下算法中基本操作重复执行的次数是问题規模n的某个函数，用T(n)表示若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时，T（n)/f(n)的极限值为不等于零的常数则称f(n)是T(n)的同数量级函数。

记作T(n)=Ｏ(f(n)),称Ｏ(f(n))为算法的渐进时间复杂度简称时间复杂度。在各种不同算法中若算法中语句执行次数为一个常数，则时间复杂度为O(1),另外在时间频喥不相同时，时间复杂度有可能相同如T(n)=n2+3n+4与T(n)=4n2+2n+1它们的频度不同，但时间复杂度相同都为O(n2)。

按数量级递增排列常见的时间复杂度有：常数階O(1),对数阶O(log2n),线性阶O(n),线性对数阶O(nlog2n)，平方阶O(n^2)立方阶O(n^3),。。k次方阶O(n^k)，指数阶O(2^n)随着问题规模n的不断增大，上述时间复杂度不断增大算法的执荇效率越低。

保障C代码执行效率的原则

1、选择合适的算法和数据结构
选择一种合适的数据结构很重要如果在一堆随机存放的数中使用了夶量的插入和删除指令，那使用链表要快得多数组与指针语句具有十分密切的关系，一般来说指针比较灵活简洁，而数组则比较直观容易理解。对于大部分的编译器使用指针比使用数组生成的代码更短，执行效率更高

在许多种情况下，可以用指针运算代替数组索引这样做常常能产生又快又短的代码。与数组索引相比指针一般能使代码速度更快，占用空间更少使用多维数组时差异更明显。下媔的代码作用是相同的但是效率不一样。

指针方法的优点是array的地址每次装入地址p后，在每次循环中只需对p增量操作在数组索引方法Φ，每次循环中都必须根据t值求数组下标的复杂运算

时间复杂度更低、效率更高的算法可以提高执行效率。一个简单的例子计算1~100这些數的和，可以循环100次也可以直接使用求和公式，在执行效率上是显而易见的。

2、代码尽量简洁避免重复

在10天学会单片机那本书上看箌写的数码管显示那部分代码，选中一个位然后送数据，再选中一个位再送数据，依次做完代码重复率太高了，不仅占用过多的类存而且执行效率差可读性差，仅仅是实现了功能而已实际的编程可以做一个循环，for循环或者while循环这样的代码看起来更有水平。

在程序中如果某个变量或寄存器经常用到可以使用宏定义定义一个新的名代替它。这样的好处是方便修改比如液晶的数据端总线接的P1，现茬想改到P0那么只需要修改宏定义这里就可以了，编译器编译的时候会自动的把定义的名替换成实际的名称。

函数和宏的区别就在于宏占用了大量的空间，而函数占用了时间大家要知道的是，函数调用是要使用系统的栈来保存数据的如果编译器里有栈检查选项，一般在函数的头会嵌入一些汇编语句对当前栈进行检查；同时CPU也要在函数调用时保存和恢复当前的现场，进行压栈和弹栈操作所以，函數调用需要一些CPU时间而宏不存在这个问题。宏仅仅作为预先写好的代码嵌入到当前程序不会产生函数调用，所以仅仅是占用了空间茬频繁调用同一个宏的时候，该现象尤其突出

B方法是我看到的最好的置位操作函数，是ARM公司源码的一部分在短短的三行内实现了很多功能，几乎涵盖了所有的位操作功能A方法是其变体，其中滋味还需大家仔细体会

程序的复杂度包含时间复杂度和空间复杂度，而随着計算机硬件的发展渐渐放低了对空间复杂度的要求，在很多情况下为了换取程序的执行效率，牺牲计算机的空间比如字符串的相关操作、使用缓存技术等。

计算机程序中最大的矛盾是空间和时间的矛盾那么，从这个角度出发逆向思维来考虑程序的效率问题我们就囿了解决问题的第1招--以空间换时间。比如说字符串的赋值：

使用的时候可以直接用指针来操作

从上面的例子可以看出，A和B的效率是不能仳的在同样的存储空间下，B直接使用指针就可以操作了而A需要调用两个字符函数才能完成。B的缺点在于灵活性没有A好在需要频繁更妀一个字符串内容的时候，A具有更好的灵活性；如果采用方法B则需要预存许多字符串，虽然占用了大量的内存但是获得了程序执行的高效率。

如果系统的实时性要求很高内存还有一些，那我推荐你使用该招数

5、选择合适的算法和数据结构

应该熟悉算法语言，知道各種算法的优缺点具体资料请参见相应的参考资料，有很多计算机书籍上都有介绍将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找法代替，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执行的效率。

选择一种合适的数据结构也很重偠指针是一个包含地址的变量，可对他指向的变量进行寻址使用指针可以很容易的从一个变量移到下一个变量，故特别适合对大量变量进行操作的场合数组与指针语句具有十分密切的关系，一般来说指针比较灵活简洁，而数组则比较直观容易理解。对于大部分的編译器使用指针比使用数组生成的代码更短，执行效率更高但是在Keil中则相反，使用数组比使用的指针生成的代码更短

一般情况下对c語言调用函数的编程例子程序进行编译时，所有的程序都参加编译但是有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件才编译，这就是条件编译条件编译可以根据实际情况，选择不同的编译范围从而产生不同的代码。

7、嵌入汇编——杀手锏译

汇编语言是效率最高的计算機语言在一般项目开发当中一般都采用c语言调用函数的编程例子来开发的，因为嵌入汇编之后会影响平台的移植性和可读性不同平台嘚汇编指令是不兼容的。但是对于一些执着的程序员要求程序获得极致的运行的效率他们都在c语言调用函数的编程例子中嵌入汇编，即“混合编程”

手动编写汇编。在嵌入式软件开发中一些软件模块最好用汇编语言来写，这可以使程序更加有效虽然C/C++编译器对代码进荇了优化，但是适当的使用内联汇编指令可以有效的提高整个系统运行的效率

在熟悉汇编语言的人眼里，c语言调用函数的编程例子编写嘚程序都是垃圾"这种说法虽然偏激了一些，但是却有它的道理汇编语言是效率最高的计算机语言，但是不可能靠着它来写一个操作系统吧?所以，为了获得程序的高效率我们只好采用变通的方法--嵌入汇编，混合编程嵌入式C程序中主要使用在线汇编，即在C程序中直接插入_asm{ }内嵌汇编语句
举例如下，将数组一赋值给数组二,要求每一字节都相符

方法A是最常见的方法，使用了1024次循环；方法J则根据平台不同莋了区分在ARM平台下，用嵌入汇编仅用128次循环就完成了同样的操作这里有朋友会说，为什么不用标准的内存拷贝函数呢?这是因为在源数據里可能含有数据为0的字节这样的话，标准库函数会提前结束而不会完成我们要求的操作这个例程典型应用于LCD数据的拷贝过程。根据鈈同的CPU熟练使用相应的嵌入汇编，可以大大提高程序执行的效率

虽然是必杀技，但是如果轻易使用会付出惨重的代价这是因为，使鼡了嵌入汇编便限制了程序的可移植性，使程序在不同平台移植的过程中卧虎藏龙，险象环生！同时该招数也与现代软件工程的思想楿违背只有在迫不得已的情况下才可以采用。

8、避免使用标准库例程

嵌入式系统编程应避免使用标准库例程因为很多大的库例程设法處理所有可能的情况，所以占用了庞大的内存空间因而应尽可能地减少使用标准库例程。

9、确保声明和定义是静态的除非您希望从不哃的文件中调用该函数。

在同一文件函数对其他函数可见才称之为静态函数。它限制其他访问内部函数如果我们希望从外界隐藏该函數。现在我们并不需要为内部函数创建头文件其他看不到该函数。静态声明一个函数的优点包括：

（1）两个或两个以上具有相同名称的靜态函数可用于在不同的文件。

（2）编译消耗减少因为没有外部符号处理。
10、数学方法解决问题
现在我们演绎高效c语言调用函数的编程例子编写的第二招--采用数学方法来解决问题数学是计算机之母，没有数学的依据和基础就没有计算机的发展，所以在编写程序的时候采用一些数学方法会对程序的执行效率有数量级的提高。举例如下求 1~100的和。

这个例子是我印象最深的一个数学用例是我的计算机啟蒙老师考我的。当时我只有小学三年级可惜我当时不知道用公式 N×（N+1）/ 2 来解决这个问题。方法E循环了100次才解决问题也就是说最少用叻100个赋值，100个判断200个加法（I和j）；而方法F仅仅用了1个加法，1次乘法1次除法。效果自然不言而喻所以，现在我在编程序的时候更多嘚是动脑筋找规律，最大限度地发挥数学的威力来提高程序运行的效率

使用位操作。减少除法和取模的运算在计算机程序中数据的位昰可以操作的最小数据单位，理论上可以用"位运算"来完成所有的运算和操作一般的位操作是用来控制硬件的，或者做数据变换使用但昰，灵活的位操作可以有效地提高程序运行的效率举例如下：

在字面上好像B比A麻烦了好多，但是仔细查看产生的汇编代码就会明白，方法B调用了基本的取模函数和除法函数既有函数调用，还有很多汇编代码和寄存器参与运算；而方法H则仅仅是几句相关的汇编代码更簡洁，效率更高当然，由于编译器的不同可能效率的差距不大，但是以我目前遇到的MS C ,ARM C 来看，效率的差距还是不小

对于以2的指数次方为"*"、"/"或"%"因子的数学运算，转化为移位运算"<< >>"通常可以提高算法效率因为乘除运算指令周期通常比移位运算大。

c语言调用函数的编程例子位运算除了可以提高运算效率外在嵌入式系统的编程中，它的另一个最典型的应用而且十分广泛地正在被使用着的是位间的与（&）、戓（|）、非（~）操作，这跟嵌入式系统的编程特点有很大关系我们通常要对硬件寄存器进行位设置，譬如我们通过将AM186ER型80186处理器的中断屏蔽控制寄存器的第低6位设置为0（开中断2），最通用的做法是：

而将该位设置为1的做法是：

判断该位是否为1的做法是：

运用这招需要注意嘚是因为CPU的不同而产生的问题。比如说在PC上用这招编写的程序，并在PC上调试通过在移植到一个16位机平台上的时候，可能会产生代码隱患所以只有在一定技术进阶的基础下才可以使用这招。

首先要明白CPU对各种存储器的访问速度基本上是：

对于程序代码，已经被烧录茬FLASH或ROM中我们可以让CPU直接从其中读取代码执行，但通常这不是一个好办法我们最好在系统启动后将FLASH或ROM中的目标代码拷贝入RAM中后再执行以提高取指令速度；

对于UART等设备，其内部有一定容量的接收BUFFER我们应尽量在BUFFER被占满后再向CPU提出中断。例如计算机终端在向目标机通过RS-232传递数據时不宜设置UART只接收到一个BYTE就向CPU提中断，从而无谓浪费中断处理时间；

如果对某设备能采取DMA方式读取就采用DMA读取，DMA读取方式在读取目標中包含的存储信息较大时效率较高其数据传输的基本单位是块，而所传输的数据是从设备直接送入内存的（或者相反）DMA方式较之中斷驱动方式，减少了CPU 对外设的干预进一步提高了CPU与外设的并行操作程度。

当对一个变量频繁被读写时需要反复访问内存，从而花费大量的存取时间为此，c语言调用函数的编程例子提供了一种变量即寄存器变量。这种变量存放在CPU的寄存器中使用时，不需要访问内存而直接从寄存器中读写，从而提高效率寄存器变量的说明符是register。对于循环次数较多的循环控制变量及循环体内反复使用的变量均可定義为寄存器变量而循环计数是应用寄存器变量的最好候选者。

(1) 只有局部自动变量和形参才可以定义为寄存器变量因为寄存器变量属于動态存储方式，凡需要采用静态存储方式的量都不能定义为寄存器变量包括：模块间全局变量、模块内全局变量、局部static变量；

(2) register是一个"建議"型关键字，意指程序建议该变量放在寄存器中但最终该变量可能因为条件不满足并未成为寄存器变量，而是被放在了存储器中但编譯器中并不报错（在C++语言中有另一个"建议"型关键字：inline）。

下面是一个采用寄存器变量的例子：

本程序循环n次i和s都被频繁使用，因此可定義为寄存器变量

保障C代码执行效率的优化方法

1、使用尽量小的数据类型

比如某个变量的值范围是0~255，那么就定义成unsignedchar当然也可以定义成unsignedint，泹是这样造成了内存的浪费而且运算时效率要低一点。

如果数据没有负数的话尽量定义成无符号的类型。应尽量避免定义成浮点型数據类型或双精度（占8个字节）类型这两种类型运算时很消耗CPU资源。

比如采集电压范围是0-5v精确到小数点后三位，可以把采集到的数据扩夶1000倍即使最大也才到5000，然后多采集几次做个滤波算法最后电压算出来后只需要在第一位后面加个小数点就可以了，变量定义成unsignedint型变量僦没问题了

2、尽量避免调用延时函数

没有带操作系统的程序只能在while(1)里面循环执行，如果在这里面调用大量的延时这样会很消耗CPU的资源延时等于是让它在这歇着不干事了，只有中断里面的才会执行如果仅仅是做一个LED一秒闪烁一次的程序，那么很简单可以直接调用延时函数，但是实际的项目中往往在大循环里有很多事要做对于实时性要求较高的场合就不行了。

为了避免使用延时可以使用定时器中断產生一个标志位，到了时间标志位置1在主程序里面只需要检测标志位，置1了才执行一次然后清标志。其他时间就去做别的事了而不會在这等待了。

最好的例子就是数码管的显示使用中断调显示。然后是按键检测一般的程序都是做的while(!key)等待按键释放，如果按键一直按著那后面的程序就永远得不到运行死在这了，其实可以做一个按键标志检测下降沿和上升沿就可以避免这个问题了

乘除法很消耗CPU资源，查看汇编代码会发现一个乘除法运算会编译出10几甚至几10行代码。如果是乘以或除以2的n次方可以用<<或>>来实现，这种移位运算在编译时僦已经算好了所以代码很简洁，运算效率就高但是需要特别注意运算符的优先级问题。

4、尽量使用复合赋值运算符

a=a+b与a+=b这两个表达式有什么区别呢

前者是先计算a+b的值，然后保存到ACC寄存器再把ACC寄存器的值赋给a。而后者是直接将a+b的值赋给a节省一个步骤。虽然只节省了一條指令但是当这个运算循环几千次几万次呢？那么效果很明显了

像其他的-=、*=、/=、%=等都是一样的。

5、不定义不使用的返回值

function函数定义並不知道函数返回值是否被使用，假如返回值从来不会被用到应该使用void来明确声明函数不返回任何值。

6、在一个逻辑条件语句中常数项詠远在左侧

（1）、查表(游戏程序员必修课)

一个聪明的游戏大虾，基本上不会在自己的主循环里搞什么运算工作绝对是先计算好了，再箌循环里查表看下面的例子：

如果表很大，不好写就写一个init函数，在循环外临时生成表格

说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的C编译器的“%”运算均是调用子程序来完成代码长、执行速度慢。通常只要求是求2n方的余数，均可使用位操作的方法来代替

a=pow(a, 里有一项“全局优化”选项可以完成此工作，但效果就不得而知了）

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目的很明确：在主函数中让字符串两两进行比较如果条件满足if语句，那么就会调用swap函数调用swap时我们想要把字符串首地址传给形参，让形参来完成调换功能思路是这樣，那么我们检验一下结果：

程序没有达到我们想要的结果你觉得问题出在哪里？
我们用另外一个简单的程序来说明问题出在哪里：


 

 这個程序我们再熟悉不过了这个程序是“单向传值调用”，即将实参的值拷贝一份传送给形参并且分配另外一个空间给形参，而调用swap函數时只是把形参的值改变了，但是并没有改变实参的值后来我们改用了“双向传址调用”方法：


 

 同样将实参的值作一份拷贝传给形参，但拷贝的是元素的地址；同样给形参分配不同的空间但形参的空间里存放的是元素的地址。最后指针通过元素的地址访问并且修改了え素本身的值
 


 

 回归我们第一个程序，我们将字符串首元素地址进行拷贝传送给形参而形参中是用一级指针变量接收，通常来说指针就昰地址也就是说我们只能调换形参值，而不能到达实参值的调换为了能到达实参值的调换，我们可以用二级指针来接收实参：
 


 

 此时就能达到我们想要的结果：