提前認識軟體開發(16) 如何對程式進行最佳化

對程式進行最佳化，是軟體開發工程師必然會涉及到的問題。那麼為什麼要對程式進行最佳化呢？原因有以下幾個：

第一，在原程式基礎之上新增、刪除或修改了功能，需要改變原程式流程。客戶需求隨時可能會變化，今天已經實現的功能，說不定明天就要修改或去掉。落實到程式上面，就需要我們隨時準備對寫好的代碼進行修改，而不要奢望寫好之後就永遠不要動了。

第二，原程式有bug。這類情況出現得非常的頻繁，很多軟體有1.0、2.0、3.0等版本，部分原因就是前面版本中程式有問題，在修改程式的過程中使得軟體版本不斷升級。

第三，原程式效率較低或不便於閱讀，對程式進行最佳化之後可提高效率或更易於閱讀。在軟體項目中，對每個函數包含的程式碼數都有一定的規定，如果超出了規定的行數，就要考慮對代碼進行最佳化，將部分函數提取出來單獨寫成一個函數。

有關程式最佳化，我們要遵循以下兩個原則：

第一，“小步快跑”原則。這個原則是指每修改一點點就對程式進行測試，測試通過之後再修改一點點，再進行測試。如此不斷地迴圈下去，直到程式修改完成並測試通過。這樣可以確保程式功能的正確性，減少後期重大變更所帶來的成本。

第二，“兩頂帽子”原則。一頂是只重構代碼而不新增功能，一頂是增加新的功能以實現新需求。即如果發現原程式存在諸多問題，需要先進行最佳化後再添加新的功能，那麼第一步就最佳化原代碼而不增加新功能，第二步在新代碼的基礎之上添加新代碼以實現新功能。

本文以一個實際的程式為例，詳細介紹如何對程式碼進行最佳化。

1.最佳化之前的程式

本程式實現將輸入字串中的大寫字母變成小寫字母的功能，具體代碼如下：

#include <stdio.h>     #include <stdlib.h>     #include <string.h>                void main()     {         char s[100];         unsigned int  i;              scanf("%s", s);         for(i=0; i<strlen(s);i++)            { s[i]=tolower(s[i]); }         printf("%s\n", s);     }

可以看出，本程式存在如下問題：

(1)代碼排版不工整且無注釋。

(2)變數命名不規範，且在定義的同時沒有進行初始化。

(3)代碼縮排不規範，for語句的書寫不規範。

(4)對於輸入和輸出，沒有相應的文字提醒。

(5)對於大寫轉換為小寫功能，可考慮封裝為一個函數，利於閱讀和其它的模組調用。

可以看出，雖然程式能夠實現基本的功能，但並非最優的。以下我們將逐步對代碼進行最佳化。

2.對代碼進行最佳化

Step 1：重新對程式排版，並添加註釋

對於排版不工整且注釋過少的代碼，最佳化的第一步就是規範排版並添加必要的注釋。排版的規則是“{}”之內的語句相對於“{}”要縮排4個空格，同級的代碼要對齊。在程式的頭部、函數的頭部及關鍵語句處要添加註釋。

修改之後的代碼如下所示：

/**********************************************************************     *著作權 (C)2014, Zhou Zhaoxiong。     *     *檔案名稱： StrToLowerCase.c     *檔案標識：無     *內容摘要：將輸入字串中的大寫字母變成小寫字母     *其它說明：無     *目前的版本： V1.0     *作  者： Zhou Zhaoxiong     *完成日期： 20140426     *     *修改記錄1：//修改記錄,包括修改日期、版本號碼、修改人及修改內容     *修改日期： 20140426     *版本號碼： V1.0     *修改人： Zhou Zhaoxiong     *修改內容：建立     **********************************************************************/     #include <stdio.h>     #include <stdlib.h>     #include <string.h>                /**********************************************************************     *功能描述：主函數     *輸入參數：無     *輸出參數：無     *傳回值：無     *其它說明：無     *修改日期      版本號碼    修改人          修改內容     * ----------------------------------------------------------------------------------------------     *20140426        V1.0     Zhou Zhaoxiong      建立     ***********************************************************************/     void main()     {         char s[100];         unsigned int  i;                    printf("Input the source string: ");         scanf("%s", s);                        //讀入原始字串                    for (i = 0; i < strlen(s); i ++)         {             s[i] = tolower(s[i]);   //將字串中的大寫字母變成小寫字母,其它字元不變         }                    printf("Output the destination string: %s\n", s);   //輸出目的字串     }

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