讀大學(xué)時(shí)，我的C語(yǔ)言老師課間喜歡和我們吹牛，動(dòng)不動(dòng)就說(shuō)老子當(dāng)年寫(xiě)過(guò)幾萬(wàn)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(shí)候也學(xué)有所成，寫(xiě)出幾萬(wàn)行的代碼，月薪過(guò)萬(wàn)不是夢(mèng)??！

然而事實(shí)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(xiě)出成千上萬(wàn)行代碼，但不意味著他們多有水平。那些動(dòng)不動(dòng)就吹噓自己寫(xiě)過(guò)多少代碼的人，往往是沒(méi)什么事跡可吹。真正的大神，都以代碼簡(jiǎn)短、高效、穩(wěn)定、可讀性強(qiáng)為榮。今天要說(shuō)的是代碼的簡(jiǎn)短和高效，很多人往往認(rèn)為簡(jiǎn)短的代碼就代表高效，殊不知，這和那些吹噓自己寫(xiě)過(guò)多少萬(wàn)代碼的人一樣膚淺。下面我會(huì)通過(guò)單片機(jī)編程中常見(jiàn)的代碼說(shuō)明，簡(jiǎn)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(huì)看到這些寫(xiě)法：
i+ +
i- -
同樣的，我們還知道這種寫(xiě)法：
i = i+1
i = i-1
那么要問(wèn)，哪種寫(xiě)法更好呢？大部分人會(huì)說(shuō)i+ +這種，為什么呢？他們往往會(huì)說(shuō)，i+ +這種寫(xiě)起來(lái)簡(jiǎn)單，高效。i+ +的執(zhí)行效率比i = i+1要高。
書(shū)寫(xiě)效率的優(yōu)勢(shì)是肯定的，敲3次鍵盤(pán)和敲5次鍵盤(pán)當(dāng)然不一樣，關(guān)于輸入效率，其他文章里我會(huì)提到，這里暫且不談，此處只討論代碼效率。
有人說(shuō)，i+ +只操作一個(gè)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(gè)觀點(diǎn)看起來(lái)沒(méi)什么問(wèn)題，卻犯了形式主義錯(cuò)誤。
大多數(shù)人的看法，都是通過(guò)語(yǔ)言本身分析。也就是說(shuō)，i = i+1給人的直覺(jué)，是先執(zhí)行了i+1，再賦值，是兩個(gè)動(dòng)作；而i++無(wú)論怎么看，都是一個(gè)動(dòng)作，但這并不是事實(shí)。事實(shí)是，在Keil-C51開(kāi)發(fā)環(huán)境下，他們都會(huì)被編譯為同一條指令，如圖1所示。

圖1 i++和j=j+1的編譯結(jié)果

紅色框線(xiàn)是i+ +編譯后的匯編指令，藍(lán)色框線(xiàn)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(xiě)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(xiě)法在單獨(dú)使用時(shí)，執(zhí)行效率是完全一樣的。出于個(gè)人習(xí)慣，寫(xiě)哪種都可以。

2、較少的行數(shù)效率就高

有一種看起來(lái)簡(jiǎn)單高效的寫(xiě)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(huì)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(shuō)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(hù)代碼
    }

代碼①中，當(dāng)i的值等于3時(shí)，執(zhí)行括號(hào)里面的代碼。

△代碼②

if(++i == 2)
    {
        k=k+5;
        //用戶(hù)代碼
    }

代碼②中，當(dāng)i的值等于2時(shí)，執(zhí)行括號(hào)里面的代碼。

很多人知道這個(gè)結(jié)果，并以知道這個(gè)“技巧”為榮。這就苦了很多初學(xué)者，兩種寫(xiě)法得到不同的結(jié)果，導(dǎo)致調(diào)試很久。如果初學(xué)者問(wèn)有經(jīng)驗(yàn)的人，他們大多是這么解釋?zhuān)?/p>

if(i++ == 2)是先執(zhí)行i++，讓在執(zhí)行if條件語(yǔ)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?yàn)榫幾g器確實(shí)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(xiě)程序的之后，會(huì)巧用這個(gè)技巧，寫(xiě)出自以為高明的代碼。實(shí)際上并不怎么高明，我來(lái)解釋一下為什么。

我們寫(xiě)的代碼，大多數(shù)是要拿給別人看的，除非你是初學(xué)者，寫(xiě)的代碼到處是拼音、錯(cuò)拼的英文，不規(guī)范的縮進(jìn)。但作為老師、硬件開(kāi)發(fā)者，代碼除了要達(dá)到目的，還要兼顧維護(hù)性?？删S護(hù)性包含的內(nèi)容很多，最直觀的就是閱讀性，所以先說(shuō)一下閱讀性。

對(duì)于初學(xué)者，最開(kāi)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(jué)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(cè)試后才發(fā)現(xiàn)不同。這里說(shuō)直覺(jué)，是的，人就是無(wú)法避免直覺(jué)性的判斷，雖然很多時(shí)候我們被直覺(jué)欺騙。就比如前文提到的i++和i = i+1，很多是根據(jù)直覺(jué)判斷誰(shuí)的效率高，但沒(méi)有任何事實(shí)依據(jù)。我不反對(duì)老師講課的時(shí)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?yàn)槟銈兛梢园汛a寫(xiě)為這種格式：

    unsigned char i,k;
    i = i + 1;      
    if(i == 2)
    {
        k = k + 5;
    }

這樣不管寫(xiě)為i++、++i 還是i = i + 1;都可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果。這種寫(xiě)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(xiě)法，有朋友看了后對(duì)此嗤之以鼻。他說(shuō)，說(shuō)明明可以寫(xiě)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(lái)簡(jiǎn)潔嗎？對(duì)于這種人，最開(kāi)始做朋友沒(méi)什么，時(shí)間久了了，類(lèi)似“高明”的建議多了，我就敬而遠(yuǎn)之。

我們來(lái)看看所說(shuō)的1行是不是真的比2行高效，先設(shè)計(jì)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

圖2 代碼3

++i和if(i == 2)編譯后匯編語(yǔ)句如下：

INC     0x08
MOV     A,0x08
CJNE    A,#0x02,C:0010

讀者可能說(shuō)，我不懂匯編啊，沒(méi)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

圖3 代碼4

紅色框線(xiàn)內(nèi)是if(++i == 2)編譯后的匯編語(yǔ)：

INC    0x08
MOV    A,0x08
CJNE   A,#0x02,C:0010

這三行是不是似曾相識(shí)呢？沒(méi)錯(cuò)，和代碼③編譯的結(jié)果完全相同，這也意味著，不管怎么寫(xiě)，編譯后的匯編語(yǔ)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€(gè)人感受。當(dāng)寫(xiě)為代碼③的格式時(shí)，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(xiě)為代碼④的格式后，至少初學(xué)單片機(jī)C編程的人，閱讀起來(lái)會(huì)產(chǎn)生麻煩，不幸這個(gè)人還很健忘，忘記了if(++i == 2)和if(i++ == 2)的區(qū)別，沒(méi)準(zhǔn)老師還沒(méi)講過(guò)區(qū)別，那么幾乎都會(huì)出現(xiàn)理解問(wèn)題。

相比Python這種優(yōu)雅的語(yǔ)言，就取消了自增自減操作，這不是倒退，這是一種進(jìn)步，至少，沒(méi)有了自增自減，程序設(shè)計(jì)者不需要再糾結(jié)上述困擾。

3.簡(jiǎn)短的語(yǔ)句未必高效

我寫(xiě)程序的時(shí)候，switch case語(yǔ)句和if語(yǔ)句都經(jīng)常用到。早期的開(kāi)源設(shè)計(jì)代碼中，幾乎都是使用switch case，后來(lái)逐漸的使用if或if elseif。具體原因我會(huì)在其他章節(jié)專(zhuān)門(mén)介紹這兩種語(yǔ)句的時(shí)候詳細(xì)說(shuō)明。本文著重說(shuō)一下兩個(gè)語(yǔ)句效率問(wèn)題。

朋友、同事之間互看代碼是常有的事情，也是一個(gè)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(shí)我的整個(gè)程序是有問(wèn)題的，找朋友是請(qǐng)教一下，給我看看代碼可能哪里出錯(cuò)。結(jié)果看到上面這個(gè)函數(shù)后（這是精簡(jiǎn)后的示例，不是實(shí)際代碼，但結(jié)構(gòu)相同），就開(kāi)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(wèn)題。

我：哪里體現(xiàn)出水平有問(wèn)題呢？

朋友：代碼講究的是簡(jiǎn)短、高效，你這么多if，看著都難受。你這里如果用switch case語(yǔ)句，看著多舒服，執(zhí)行起來(lái)效率也更高。

我：??????

后來(lái)再也沒(méi)找他請(qǐng)教過(guò)問(wèn)題，因?yàn)槲覀兊乃酵耆辉僖粋€(gè)檔次，和這種人討論編程簡(jiǎn)直就是侮辱自己的智商。

實(shí)際情況真的有如我朋友所言嗎？switch case語(yǔ)句就真的比if這種高效嗎？這次我們換個(gè)方式看一下效率，看看switch case語(yǔ)句是否在效率上比if語(yǔ)句更快。測(cè)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(gè)測(cè)試函數(shù)（test1()和test2()）的功能是一樣的，我們通過(guò)debug功能看一下效率問(wèn)題。Debug調(diào)試結(jié)果如圖4所示。

圖4

紅色箭頭所指的“sec”為執(zhí)行代碼所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，在執(zhí)行tmp = test1()之前，時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過(guò)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。

圖5

執(zhí)行tmp = test1()后，時(shí)間變?yōu)?.00020500秒，記為t1。

此時(shí)即將執(zhí)行的代碼為tmp = test2()，再次按“F10”鍵，時(shí)間變?yōu)?.00021550秒，記為t2。如圖6所示。

圖6

根據(jù)兩次執(zhí)行結(jié)果，可得到：
執(zhí)行tmp = test1()的時(shí)間 = t1 - t0 = 0.00001050秒
執(zhí)行tmp = test2()的時(shí)間 = t2 - t1 = 0.00001050秒

至此，我們可以說(shuō)，把test1()里面的if語(yǔ)句改為switch case語(yǔ)句并沒(méi)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(xiě)法效率一樣嗎？有興趣的讀者可以把if語(yǔ)句改為if else語(yǔ)句與switch case語(yǔ)句再次對(duì)比，能否發(fā)現(xiàn)什么

總結(jié)：if語(yǔ)句改為switch case語(yǔ)句，確實(shí)讓代碼行數(shù)少了很多，尤其是在出現(xiàn)多個(gè)if的時(shí)候，但“看起來(lái)”簡(jiǎn)短的語(yǔ)句，也不能代表代碼效率的高效。這里還要補(bǔ)充一點(diǎn)，雖然if語(yǔ)句行看起來(lái)沒(méi)有switch case語(yǔ)句簡(jiǎn)短，但閱讀效率未必就低下，同時(shí)，如果需要多重判斷（往往上百次上千其次），switch case語(yǔ)句也會(huì)顯得臃腫，那種情況下，會(huì)有更好的寫(xiě)法，我會(huì)在其他文章詳細(xì)介紹。

** 上述測(cè)試環(huán)境為Keil4 C51 @12Mhz **

我的那些“朋友”，至今也堅(jiān)信i++比i=i+1高效,switch case比if高效。他們都犯了形式主義錯(cuò)誤，很多單片機(jī)C語(yǔ)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(jī)領(lǐng)域，在他們眼中，并無(wú)不可，結(jié)果卻誤導(dǎo)了很多人。我在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，也經(jīng)常被各種人被所謂的經(jīng)驗(yàn)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(shí)。

作者水平有限，編寫(xiě)過(guò)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(bào)以實(shí)質(zhì)性獎(jiǎng)勵(lì)。