高效的C編程之： 變量類型

14.8變量類型

ARMC編譯器支持基本的數(shù)據(jù)類型：char、short、int、longlong、float和double。表14.2說明了armcc對C語言所使用的數(shù)據(jù)類型的映射。

表14.2 C編譯器數(shù)據(jù)類型映射

ARM指令集中，無論是數(shù)據(jù)處理指令還是數(shù)據(jù)加載/存儲指令，處理的數(shù)據(jù)類型不同，指令的執(zhí)行效率是不一樣的。本章將詳細(xì)討論，如何在程序中為變量分配合理的數(shù)據(jù)類型，來提高代碼的執(zhí)行效率。

14.8.1局部變量

ARM屬于RISC的體系結(jié)構(gòu)，所有大多數(shù)的數(shù)據(jù)處理都是在32位的寄存器中進(jìn)行的。基于這個原因，局部變量應(yīng)盡可能使用32位數(shù)據(jù)類型int或long。

為了說明局部變量類型的影響，先來看一個簡單的例子。

charcharinc(chara)

{

returna+1;

}

編譯出的結(jié)果如下。

charinc

ADDa1,a1,#1

ANDa1,a1,#ff

MOVpc,lr

再把上面的程序段中變量a聲明位int型，代碼如下。

intwordinc(inta)

{

returna+1;

}

比較一下編譯器輸出結(jié)果。

wordinc

ADDa1,a1,#1

MOVpc,lr

分析上面的兩段代碼不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把變量聲明為char型時，編譯器增加了額外的ADD指令來保證其范圍在0～255之間。

14.8.2有符號數(shù)和無符號數(shù)

上一節(jié)討論了對于局部變量和函數(shù)參數(shù)，使用int型比使用char或short型要好。本節(jié)將對程序中的有符號整數(shù)（signedint）和無符號整數(shù)（unsignedint）的執(zhí)行效率進(jìn)行分析比較。

首先來看上一節(jié)的例子，如果將變量指定為有符號的半字類型（編譯器默認(rèn)short型為有符號類型），程序的源代碼如下。

shortshortinc(shorta)

{

returna+1;

}

編譯后的結(jié)果如下。

shortinc

ADDa1,a1,#1

MOVa1,a1,LSL#16

MOVa1,a1,ASR#16

MOVpc,lr

分析發(fā)現(xiàn)，該結(jié)果比使用int型的變量多增加了兩條指令（LSL和ASR）。編譯器先將變量左移16位，然后右移16位，以實現(xiàn)一個16位符號擴展。右移是符號位擴展移位，它復(fù)制了符號位來填充高16位。

通常情況下，如果程序中只有加法、減法和乘法，那么有符號和無符號數(shù)的執(zhí)行效率相差不大。但是，如果有了除法，情況就不一樣了。詳細(xì)內(nèi)容可參加除法運算優(yōu)化一節(jié)。