讀大學(xué)時，我的C語言老師課間喜歡和我們吹牛，動不動就說老子當(dāng)年寫過幾萬行的代碼。才讀大學(xué)的我，被老師忽悠的一愣一愣，心想我什么時候也學(xué)有所成，寫出幾萬行的代碼，月薪過萬不是夢啊！
然而事實是，工作接觸了一些大神和工程師后才知道，很多人雖然真的可以寫出成千上萬行代碼，但不意味著他們多有水平。那些動不動就吹噓自己寫過多少代碼的人，往往是沒什么事跡可吹。真正的大神，都以代碼簡短、高效、穩(wěn)定、可讀性強為榮。今天要說的是代碼的簡短和高效，很多人往往認為簡短的代碼就代表高效，殊不知，這和那些吹噓自己寫過多少萬代碼的人一樣膚淺。下面我會通過單片機編程中常見的代碼說明，簡短的代碼未必是高效的代碼。
1 自增、自減操作
我們經(jīng)常會看到這些寫法：
i+ +
i- -
同樣的，我們還知道這種寫法：
i = i+1
i = i-1
那么要問，哪種寫法更好呢？大部分人會說i+ +這種，為什么呢？他們往往會說，i+ +這種寫起來簡單，高效。i+ +的執(zhí)行效率比i = i+1要高。
書寫效率的優(yōu)勢是肯定的，敲3次鍵盤和敲5次鍵盤當(dāng)然不一樣，關(guān)于輸入效率，其他文章里我會提到，這里暫且不談，此處只討論代碼效率。
有人說，i+ +只操作一個變量，i = i+1執(zhí)行了+1后，還需要賦值一次，當(dāng)然效率就低。這個觀點看起來沒什么問題，卻犯了形式主義錯誤。
大多數(shù)人的看法，都是通過語言本身分析。也就是說，i = i+1給人的直覺，是先執(zhí)行了i+1，再賦值，是兩個動作；而i++無論怎么看，都是一個動作，但這并不是事實。事實是，在Keil-C51開發(fā)環(huán)境下，他們都會被編譯為同一條指令，如圖1所示。
紅色框線是i+ +編譯后的匯編指令，藍色框線是j = j+1編譯后的匯編指令。就算不懂匯編也可以看出，都是INC指令。0x08和0x09是變量i和j的物理地址，僅僅是地址不同。這意味著，不管你是寫i+ +還是j = j+1，他們都被編譯為同一條指令被CPU執(zhí)行。
結(jié)論：i+ +和i = i+1這兩種寫法在單獨使用時，執(zhí)行效率是完全一樣的。出于個人習(xí)慣，寫哪種都可以。
2、較少的行數(shù)效率就高
有一種看起來簡單高效的寫法，蠱惑了很多初學(xué)者多年，即：if(i++ == x)和if(++i == x)
很多老師都會花很多篇幅講他們的區(qū)別和用法。然而在Keil-C51編譯環(huán)境中，糾結(jié)這兩種用法是蠢的事情。本文為了更好的說明，我還是先解釋一下if(i++ == x)和if(++i == x)的區(qū)別。
△代碼①
if(i++ == 2)
{
k=k+5;
//用戶代碼
}
代碼①中，當(dāng)i的值等于3時，執(zhí)行括號里面的代碼。
△代碼②
if(++i == 2)
{
k=k+5;
//用戶代碼
}
代碼②中，當(dāng)i的值等于2時，執(zhí)行括號里面的代碼。
很多人知道這個結(jié)果，并以知道這個“技巧”為榮。這就苦了很多初學(xué)者，兩種寫法得到不同的結(jié)果，導(dǎo)致調(diào)試很久。如果初學(xué)者問有經(jīng)驗的人，他們大多是這么解釋：
if(i++ == 2)是先執(zhí)行i++，讓在執(zhí)行if條件語句判斷，而if(++i == 2)是先引用i的值判斷，再執(zhí)行++i。有道理嗎？有，因為編譯器確實是這么編譯的。有興趣的讀者可以自己debug試一試。所以呢，很多人寫程序的之后，會巧用這個技巧，寫出自以為高明的代碼。實際上并不怎么高明，我來解釋一下為什么。
我們寫的代碼，大多數(shù)是要拿給別人看的，除非你是初學(xué)者，寫的代碼到處是拼音、錯拼的英文，不規(guī)范的縮進。但作為老師、硬件開發(fā)者，代碼除了要達到目的，還要兼顧維護性?？删S護性包含的內(nèi)容很多，最直觀的就是閱讀性，所以先說一下閱讀性。
對于初學(xué)者，最開始是先接觸i++、++i、i = i+1這種基礎(chǔ)內(nèi)容。我們也很容易在老師那知道，i++、++i都是自增操作。所以直覺告訴我們，前文提到的兩段代碼執(zhí)行結(jié)果應(yīng)該相同，然而測試后才發(fā)現(xiàn)不同。這里說直覺，是的，人就是無法避免直覺性的判斷，雖然很多時候我們被直覺欺騙。就比如前文提到的i++和i = i+1，很多是根據(jù)直覺判斷誰的效率高，但沒有任何事實依據(jù)。我不反對老師講課的時候講解if(i++ == x)和if(++i == x)的區(qū)別，但我希望最后加上一句：不要糾結(jié)這些用法，忘記了網(wǎng)上搜索一下即可。因為你們可以把代碼寫為這種格式：
unsigned char i,k;
i = i + 1;
if(i == 2)
{
k = k + 5;
}
這樣不管寫為i++、++i 還是i = i + 1;都可以實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果。這種寫法，讀者不需要考慮if(i++ == x)和if(++i == x)的區(qū)別。我的代碼里，都是這種寫法，有朋友看了后對此嗤之以鼻。他說，說明明可以寫為if(++i == 2)這種格式，一行不比兩行效率高嗎？一行不比兩行看起來簡潔嗎？對于這種人，最開始做朋友沒什么，時間久了了，類似“高明”的建議多了，我就敬而遠之。
我們來看看所說的1行是不是真的比2行高效，先設(shè)計一段2行代碼：
△代碼③
unsigned char i,k;
++i；
if(i == 2)
{
k = k + 5;
}
Debug結(jié)果如圖2所示
++i和if(i == 2)編譯后匯編語句如下：
INC 0x08
MOV A,0x08
CJNE A,#0x02,C:0010
讀者可能說，我不懂匯編啊，沒關(guān)系，姑且先記下這3行匯編，我們看一看下面的代碼。
△代碼④
unsigned char i,k;
if(++i == 2)
{
k = k + 5;
}
Debug結(jié)果如圖3所示
紅色框線內(nèi)是if(++i == 2)編譯后的匯編語：
INC 0x08
MOV A,0x08
CJNE A,#0x02,C:0010
這三行是不是似曾相識呢？沒錯，和代碼③編譯的結(jié)果完全相同，這也意味著，不管怎么寫，編譯后的匯編語句相同，執(zhí)行效率自然也相同。所以不存在后者比前者高效的結(jié)論。
至于閱讀效率，我只談?wù)勎业膫€人感受。當(dāng)寫為代碼③的格式時，不管你是老師授課，還是研發(fā)者，當(dāng)把代碼給他人參考、修改，只要讀者不是太離譜，都看得懂。但是寫為代碼④的格式后，至少初學(xué)單片機C編程的人，閱讀起來會產(chǎn)生麻煩，不幸這個人還很健忘，忘記了if(++i == 2)和if(i++ == 2)的區(qū)別，沒準老師還沒講過區(qū)別，那么幾乎都會出現(xiàn)理解問題。
相比Python這種優(yōu)雅的語言，就取消了自增自減操作，這不是倒退，這是一種進步，至少，沒有了自增自減，程序設(shè)計者不需要再糾結(jié)上述困擾。
3.簡短的語句未必高效
我寫程序的時候，switch case語句和if語句都經(jīng)常用到。早期的開源設(shè)計代碼中，幾乎都是使用switch case，后來逐漸的使用if或if elseif。具體原因我會在其他章節(jié)專門介紹這兩種語句的時候詳細說明。本文著重說一下兩個語句效率問題。
朋友、同事之間互看代碼是常有的事情，也是一個朋友，看到我一段代碼里是這樣的：
unsigned char test1()
{
unsigned char m=2,n;
if(m == 0)
{
n = m * 10 + 1;
}
if(m == 1)
{
n = m * 10 + 1;
}
if(m == 2)
{
n = m * 10 + 1;
}
return n;
}
當(dāng)時我的整個程序是有問題的，找朋友是請教一下，給我看看代碼可能哪里出錯。結(jié)果看到上面這個函數(shù)后（這是精簡后的示例，不是實際代碼，但結(jié)構(gòu)相同），就開始噴了。
朋友：你這種水平的代碼，我看都懶得看，你先優(yōu)化一下代碼，我再給你檢查問題。
我：哪里體現(xiàn)出水平有問題呢？
朋友：代碼講究的是簡短、高效，你這么多if，看著都難受。你這里如果用switch case語句，看著多舒服，執(zhí)行起來效率也更高。
我：??????
后來再也沒找他請教過問題，因為我們的水平完全不再一個檔次，和這種人討論編程簡直就是侮辱自己的智商。
實際情況真的有如我朋友所言嗎？switch case語句就真的比if這種高效嗎？這次我們換個方式看一下效率，看看switch case語句是否在效率上比if語句更快。測試代碼如下：
unsigned char test1()
{
unsigned char m=2,n;
if(m == 0)
{
n = m * 10 + 1;
}
if(m == 1)
{
n = m * 10 + 2;
}
if(m == 2)
{
n = m * 10 + 3;
}
return n;
}
unsigned char test2()
{
unsigned char m=2,n;
switch (m)
{
case 0 : n = m * 10 + 1; break;
case 1 : n = m * 10 + 2; break;
case 2 : n = m * 10 + 3; break;
default: break;
}
return n;
}
void main()
{
unsigned char tmp;
while(1)
{
tmp = test1();
tmp = test2();
}
}
兩個測試函數(shù)（test1()和test2()）的功能是一樣的，我們通過debug功能看一下效率問題。Debug調(diào)試結(jié)果如圖4所示。
紅色箭頭所指的“sec”為執(zhí)行代碼所經(jīng)過的時間，在執(zhí)行tmp = test1()之前，時間已經(jīng)經(jīng)過了0.00019450秒，記為t0。黃色箭頭所指的即為即將執(zhí)行的代碼，按下“F10”鍵（或單擊“Step Over”）后，如圖5所示。
執(zhí)行tmp = test1()后，時間變?yōu)?.00020500秒，記為t1。
此時即將執(zhí)行的代碼為tmp = test2()，再次按“F10”鍵，時間變?yōu)?.00021550秒，記為t2。如圖6所示。
根據(jù)兩次執(zhí)行結(jié)果，可得到：
執(zhí)行tmp = test1()的時間 = t1 - t0 = 0.00001050秒
執(zhí)行tmp = test2()的時間 = t2 - t1 = 0.00001050秒
至此，我們可以說，把test1()里面的if語句改為switch case語句并沒有提高效率，反倒是完全一樣。
讀者們，你們能根據(jù)前文的方法，發(fā)現(xiàn)為什么兩種寫法效率一樣嗎？有興趣的讀者可以把if語句改為if else語句與switch case語句再次對比，能否發(fā)現(xiàn)什么
總結(jié)：if語句改為switch case語句，確實讓代碼行數(shù)少了很多，尤其是在出現(xiàn)多個if的時候，但“看起來”簡短的語句，也不能代表代碼效率的高效。這里還要補充一點，雖然if語句行看起來沒有switch case語句簡短，但閱讀效率未必就低下，同時，如果需要多重判斷（往往上百次上千其次），switch case語句也會顯得臃腫，那種情況下，會有更好的寫法，我會在其他文章詳細介紹。
** 上述測試環(huán)境為Keil4 C51 @12Mhz **
我的那些“朋友”，至今也堅信i++比i=i+1高效,switch case比if高效。他們都犯了形式主義錯誤，很多單片機C語言老師或工程師，往往把其他編譯環(huán)境的結(jié)論帶到單片機領(lǐng)域，在他們眼中，并無不可，結(jié)果卻誤導(dǎo)了很多人。我在學(xué)習(xí)的過程中，也經(jīng)常被各種人被所謂的經(jīng)驗誤導(dǎo)。學(xué)習(xí)編程，就是要敢于質(zhì)疑權(quán)威，這些權(quán)威可以是老師，你的師兄，也可以是我，只有這樣，才能學(xué)到真正的知識。
作者水平有限，編寫過程中難免出現(xiàn)不當(dāng)之處，還望讀者諸君不吝賜教，或許您有好的建議，歡迎與我聯(lián)系QQ：136678431，作者將報以實質(zhì)性獎勵。
