用 C++ 函數性能優化提升嵌入式系統開發

在嵌入式系統開發中，優化代碼以獲得最佳性能至關重要。函數性能優化是提升程序效率的關鍵技術。本文將探討 C++ 函數性能優化技術，并提供實用案例。

優化技術

內聯函數：將函數代碼直接插入調用點，消除函數調用的開銷。

inline int sum(int a, int b) {
return a + b;
}

減少分支條件：分支條件會降低代碼執行速度，應盡量減少其使用。

int compare(int a, int b) {
if (a == b) {
  return 0;
} else if (a > b) {
  return 1;
} else {
  return -1;
}
}

// 優化后
int compare(int a, int b) {
if (a > b) {
  return 1;
} else if (a < b) {
  return -1;
} else {
  return 0;
}
}

緩存數據：通過緩存經常使用的變量來減少內存訪問次數。

int* cachedArray = new int[100];
for (int i = 0; i < 100; i++) {
cachedArray[i] = i * i;
}

// 使用緩存數組提升性能
int getSquare(int n) {
return cachedArray[n];
}

使用更快的算法：替換慢速算法以提高效率。例如，使用二分查找算法進行數組搜索比線性搜索更快。

實戰案例

在編寫基于 GPS 的導航應用程序時，速度至關重要。該應用程序頻繁地計算設備和目標之間的距離。使用內聯和緩存技術優化以下距離計算函數：

inline double distance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
  const double R = 6371; // 地球半徑 (km)

  double dLat = (lat2 - lat1) * (M_PI / 180);
  double dLon = (lon2 - lon1) * (M_PI / 180);
  double a = sin(dLat / 2) * sin(dLat / 2) + cos(lat1 * (M_PI / 180)) * cos(lat2 * (M_PI / 180)) * sin(dLon / 2) * sin(dLon / 2);
  double c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a));

  return R * c;
}

通過這些優化，應用程序的整體性能顯著提高，確保了流暢的導航體驗。