如何優化C語言(微控制器)
C語言是一門通用計算機程式語言，應用廣泛。C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低階儲存器、產生少量的機器碼以及不需要任何執行環境支援便能執行的程式語言。下面是小編為大家帶來的關於如何優化C語言的知識，歡迎閱讀。
1、選擇合適的演算法和資料結構
應該熟悉算法語言，知道各種演算法的優缺點，具體資料請參見相應的參考資料，有很多計算機書籍上都有介紹。將比較慢的順序查詢法用較快的二分查詢或亂序查詢法代替，插入排序或氣泡排序法用快速排序、合併排序或根排序代替，都可以大大提高程式執行的效率。.選擇一種合適的資料結構也很重要，比如你在一堆隨機存放的數中使用了大量的插入和刪除指令，那使用連結串列要快得多。
陣列與指標語句具有十分密碼的關係，一般來說，指標比較靈活簡潔，而陣列則比較直觀，容易理解。對於大部分的編譯器，使用指標比使用陣列生成的程式碼更短，執行效率更高。但是在Keil中則相反，使用陣列比使用的指標生成的.程式碼更短。
2、使用盡量小的資料型別
能夠使用字元型(char)定義的變數，就不要使用整型(int)變數來定義;能夠使用整型變數定義的變數就不要用長整型(long int)，能不使用浮點型(float)變數就不要使用浮點型變數。當然，在定義變數後不要超過變數的作用範圍，如果超過變數的範圍賦值，C編譯器並不報錯，但程式執行結果卻錯了，而且這樣的錯誤很難發現。
在ICCAVR中，可以在Options中設定使用printf引數，儘量使用基本型引數(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式說明符)，少用長整型引數(%ld、%lu、%lx和%lX格式說明符)，至於浮點型的引數(%f)則儘量不要使用，其它C編譯器也一樣。在其它條件不變的情況下，使用%f引數，會使生成的程式碼的數量增加很多，執行速度降低。
3、使用自加、自減指令
通常使用自加、自減指令和複合賦值表示式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質量的程式程式碼，編譯器通常都能夠生成inc和dec之類的指令，而使用a=a+1或a=a-1之類的指令，有很多C編譯器都會生成二到三個位元組的指令。在AVR單片適用的ICCAVR,GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書寫方式生成的程式碼是一樣的，也能夠生成高質量的inc和dec之類的的程式碼。
4、減少運算的強度，本人深有感觸
可以使用運算量小但功能相同的表示式替換原來複雜的的表示式。如下：
(1)、求餘運算。
a=a%8;
可 以改為：
a=a&7;
說明：位操作只需一個指令週期即可完成，而大部分的C編譯器的“%”運算均是呼叫子程式來完成，程式碼長、執行速度慢。通常，只要求是求2n方的餘數，均可使用位操作的方法來代替。
(2)、平方運算
a=pow(a,2.0);
可以改為：
a=a*a;
說明：在有內建硬體乘法器的微控制器中(如51系列)，乘法運算比求平方運算快得多，因為浮點數的求平方是通過呼叫子程式來實現的，在自帶硬體乘法器的AVR微控制器中，如ATMega163中，乘法運算只需2個時鐘週期就可以完成。既使是在沒有內建硬體乘法器的AVR微控制器中，乘法運算的子程式比平方運算的子程式程式碼短，執行速度快。
如果是求3次方，如：
a=pow(a,3.0);
更改為：
a=a*a*a;
則效率的改善更明顯。
(3)、用移位實現乘除法運算
a=a*4;
b=b/4;
可以改為：
a=a<<2;
b=b>>2;
說明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中，如果乘以2n，都可以生成左移的程式碼，而乘以其它的整數或除以任何數，均呼叫乘除法子程式。用移位的方法得到程式碼比呼叫乘除法子程式生成的程式碼效率高。實際上，只要是乘以或除以一個整數，均可以用移位的方法得到結果，如：
a=a*9
可以改為：
a=(a<<3)+a
5、迴圈
(1)、迴圈語
對於一些不需要迴圈變數參加運算的任務可以把它們放到迴圈外面，這裡的任務包括表示式、函式的呼叫、指標運算、陣列訪問等，應該將沒有必要執行多次的操作全部集合在一起，放到一個init的初始化程式中進行。
(2)、延時函式：
通常使用的延時函式均採用自加的形式：
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=0;i<1000;i++)
;
}
將其改為自減延時函式：
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=1000;i>0;i--)
;
}
兩個函式的延時效果相似，但幾乎所有的C編譯對後一種函式生成的程式碼均比前一種程式碼少1~3個位元組，因為幾乎所有的MCU均有為0轉移的指令，採用後一種方式能夠生成這類指令。
在使用while迴圈時也一樣，使用自減指令控制迴圈會比使用自加指令控制迴圈生成的程式碼更少1~3個字母。
但是在迴圈中有通過迴圈變數“i”讀寫陣列的指令時，使用預減迴圈時有可能使陣列超界，要引起注意。
(3)while迴圈和do…while迴圈
用while迴圈時有以下兩種迴圈形式：
unsigned int i;
i=0;
while (i<1000)
{
i++;
//使用者程式
}
或：
unsigned int i;
i=1000;
do
i--;
//使用者程式
while (i>0);
在這兩種迴圈中，使用do…while迴圈編譯後生成的程式碼的長度短於while迴圈。
6、查表
在程式中一般不進行非常複雜的運算，如浮點數的乘除及開方等，以及一些複雜的數學模型的插補運算，對這些即消耗時間又消費資源的運算，應儘量使用查表的方式，並且將資料表置於程式儲存區。如果直接生成所需的表比較困難，也儘量在啟了，減少了程式執行過程中重複計算的工作量。
7、其它
比如使用線上彙編及將字串和一些常量儲存在程式儲存器中，均有利於優化。
