C语言程序优化：选择算法、数据结构与最小数据类型

"提取公共的子表达式-python matplotlib 画dataframe的时间序列图实例-C语言程序运行速度优化方法谈" 在编程领域，优化程序性能是一项重要的任务，特别是在C语言中，由于其对硬件的直接访问，优化可以显著提高程序运行速度。以下是从标题和描述中提炼出的相关知识点以及详细的说明： 1. **提取公共子表达式**： 提取公共子表达式是一种优化技巧，它旨在减少重复计算，提高代码效率。当多个表达式中有共同的部分时，可以将这部分提取出来，只计算一次并存储结果。例如，如果在C语言代码中看到类似`e = b * c / d;`和`f = b / d * a;`这样的表达式，可以将`b / d`这个子表达式提取出来作为一个临时变量`t`，然后用`t`分别计算`e`和`f`，以避免重复计算。这样做不仅提高了代码可读性，还能在一定程度上提升运行速度。 2. **复合赋值表达式**： 复合赋值表达式如`a += b`、`a -= c`等，是C语言中的便捷写法，它们等同于`a = a + b`或`a = a - c`，但通常会更加高效，因为它们在底层可能只进行一次赋值操作，而不是两次。这有助于减少不必要的计算和内存操作，提高代码执行速度。 3. **选择合适的算法和数据结构**： 优化C语言程序的关键之一是选择正确的算法和数据结构。比如，链表适合频繁的插入和删除操作，而数组更适合随机访问。此外，指针通常比数组更高效，因为它们允许直接对内存地址进行操作，避免了计算数组索引的开销。在多维数组中，指针运算往往比数组索引更快速。 4. **使用尽量小的数据类型**： 使用最小的数据类型可以节省内存并提高运算速度。例如，使用`char`代替`int`，`int`代替`long int`，以及避免不必要的浮点类型。但要注意变量的作用范围，确保变量值不会超出其定义类型的范围，否则可能会导致运行时错误。 5. **减少运算的强度**： 减少复杂的计算是优化的重要手段。一种常用技巧是**查表法**，将预先计算好的结果存储在一个查找表中，需要时直接查询，而不是在运行时计算。例如，对于阶乘函数，可以预先计算好阶乘值并存储在一个数组中，这样在运行时就可以通过索引直接获取，而不是递归计算。 以上这些优化策略都是为了提高C语言程序的运行效率，减少计算开销，节省内存，并且提升代码的可读性和可维护性。在实际编程中，结合具体问题和场景灵活应用这些方法，可以使程序运行得更快，同时保持代码的清晰和简洁。