C語言基本功教程系列 快速的函數調用

函數哪裡都有，小的程式一兩個函數，大的程式成百上千個函數。即使在遊戲的關鍵迴圈中，調用幾十個函數也是很常見的。所以函數調用代碼的品質，在很大程度上影響著遊戲的品質。

還是先說最基本的代碼風格問題。首先，對於函數的參數（特別是指標），如果函數內部不會修改其指標的內容，一定要用const來定義參數類型
=========不好的風格==========
void function(char * ServerName)
{
   // 內部不允許對ServerName的內容進行修改
}

=========好的風格===========
void function(const char * ServerName)
{
   // 內部不允許對ServerName的內容進行修改
}

為什麼這麼做呢？ 舉個簡單的例子: 在團隊開發中程式員A寫好了displayFunction，傳了一個資料結構給displayFunction做圖象顯示，然後在接下來的程式中對資料進行計算。A認為displayFunction不會對資料進行修改，所以在以後的資料運算中，沒有進行一致性檢測。過了幾天程式員B被派過來最佳化A的程式，因為不知道不能改資料，結果改了下，在displayFunction中改變了資料結構的內容，當時測試通過。但是在產品發布的Alpha測試階段，用real data的時候出了問題。我想通宵debug去差這麼點個小問題，不是很值得吧。只要稍微留點心，就可以避免了

==================分割線==================
下面談談函數的調用問題。我們都知道，在調用的一個函數的時候，傳給函數的參數是要壓到棧裡，然後才能被函數訪問。我們來看一下函數調用的彙編代碼.(彙編代碼是用 Visual Studio .net 2003 編譯, release version。最佳化參數 /0t /02)

=======printf("%s%d%d%d%d",haha,m,n,p,i);======
00401000 push ecx
00401001 push ebx
00401002 mov ebx, dword ptr [esp+04]
00401003 push ebp
00401004 mov ebp, dword ptr [esp+08]
00401005 push esi
00401006 push edi
00401007 mov edi, dword ptr [esp+10] 
00401008 xor esi, esi
00401009 push esi
0040100A push edi
0040100B push ebx
0040100C push ebp
0040100D push 00408040
0040100E push 004060FC
0040100F call 00401054

我的天哪，這是多少代碼，只不過為了把參數push到棧裡就用了15條。看我們看看另一段代碼

===========printf("%s",haha);============
00401010 push 00408040
00401011 push 004060FC
00401012 call 00401054

現在我不用說大家都明白了吧。傳遞給函數的參數越少越好，最好就是一個指標，指向一個structure。這就是為什麼大部分的directX的函數就是一個指標的大structure傳過去。裡邊的參數好幾十個。當然了 void fucntion(void)是最快的函數調用，也可以用inline來最佳化關鍵迴圈內的函數。不過在每一個frame的執行代碼中，有成百上千個函數，不可能所有的都inline吧。所有能快點就快點嘍。當然了，傳遞 structure的reference也是同樣的效果，只要不把structure當參數就好。
============錯誤的方式===========
void function(struct OneStructure Parameter);
============正確的方式===========
void function(struct OneStructure & Parameter);
or
void function(struct OneStructure * pParameter);

==================分割線==================
這個例子不是很好，因為降低了代碼的可讀性，不過做為參考。。。。
很多人喜歡寫代碼的時候這麼寫：
char szName[] = "Aear";
int length;

length = strlen(szName);
if(length > 0)   // 這行的效率不考慮
{
   // do something
}
粗一看沒什麼問題，不過如果length在以後用不到的話，那麼就浪費了。因為length佔用了記憶體，而且浪費了cpu資源。讓我們看帶彙編代碼(彙編代碼是用Visual Studio .net 2003 編譯, release version。最佳化參數 /0t /02)

length = strlen(szName);
if(length > 0)   {...}

0040101F       sub eax, edx
00401021       mov dword ptr [esp+4], eax // 把傳回值存到length中
00401025       je 00401039                       // 判斷跳轉

========更快速的寫法的代碼========
if(strlen(szName)) {...}

0040101F       sub eax, edx
00401021       mov esi, eax   //把傳回值放在個臨時寄存器中
00401023       je 00401037

大家都知道寄存器之間進行資料操作是非常快的，而且是穩定的一個cpu clock cycle,至於 00401021       mov dword ptr [esp+4], eax 到底要花多少個clock cycle，那隻有天知道了。因為這種從記憶體中讀資料的指令，最少也是2個clock cycle，即使在L2 cache中，也不會比 mov esi, eax 快，而且浪費了棧空間。

==================再分割下吧，雖然不是很喜歡==================
最後說說一種類告訴的分枝判斷參數傳遞。在有些情況下，我們經常要傳很多參數，比如pixel shader等等，這些函數根據參數的設定，進行不同的操作。舉個例子：

struct Parameter{
     bool bDrawWater;
     bool bDrawSkybox;
     bool bDrawTerrain;
     bool bDrawSepcialEffects;
} DrawParamter;

void DrawEnvironment( struct Parameter * pPara)
{
     if(pPara->bDrawWater) {....};
     if(pPara->bDrawSkybox) {....};
     if(pPara->bDrawTerrain) {....};
     if(pPara->bDrawSpecialEffects) {....};
}

對於這樣的代碼，還有更快速， 更節省記憶體的方法，那就是位操作。
const static UINT32 DRAW_WATER_FLAG               = 1;
const static UINT32 DRAW_SKYBOX_FLAG              = 1 << 1;
const static UINT32 DRAW_TERRAIN_FLAG             = 1 << 2;
const static UINT32 DRAW_SPECIALEFFECTS_FLAG  = 1 << 3;

void DrawEnvironment(UINT32 DrawFlag)
{
    //注意了，這裡不需要 pPara->，也就是節省了記憶體訪問，速度至少提高了1到2個clock cycle
     if( DrawFlag & DRAW_WATER_FLAG ) {.....};
     if( DrawFlag & DRAW_SKYBOX_FLAG) {.....};

    //甚至還可以進行各種不同組合的判斷，比如
     if( DrawFlag & (DRAW_WATER_FLAG | DRAW_SKYBOX_FLAG) ) {....};
}

在調用的時候，代碼更加簡潔明了：
DrawEnvironment( DRAW_WATER_FLAG | DRAW_TERRAIN_FLAG );