《 C 語(yǔ)言的一些“騷操作”及其深層理解》之字節(jié)快速位逆序

字節(jié)快速位逆序

我給大家出一道有意思的題目：如何快速得到一個(gè)字節(jié)的位逆序字節(jié)。比如0X33的位逆序字節(jié)是0XCC。

有人給了我這樣一段代碼：

這段代碼很簡(jiǎn)潔，也很巧妙。但是它卻不是最快的。后來作了改進(jìn)：

這樣把循環(huán)打開，確實(shí)會(huì)提速不少。但它仍不是最快的實(shí)現(xiàn)方案。請(qǐng)看如下代碼：

恍然大悟了沒有？使用字節(jié)數(shù)組事先準(zhǔn)備好位逆序字節(jié)，然后直接以字節(jié)的值為下標(biāo)索引，直接取數(shù)據(jù)即可。這種方法被稱為“空間換時(shí)間”。

這個(gè)問題我問過很多人，多數(shù)人并不能直接給出最佳方案。倒是有不少人問我這個(gè)問題有什么實(shí)際意義，為什么要去計(jì)算位逆序字節(jié)？請(qǐng)大家想想，如果我們把電路上的數(shù)據(jù)總線焊反或插反了該怎么解決。

關(guān)于volatile

現(xiàn)在的編譯器越來越智能，它們會(huì)對(duì)我們的代碼進(jìn)行不同程度的優(yōu)化。請(qǐng)看下例：

unsigned char a;

a=1;

a=2;

a=3;

這樣一段代碼，有些編譯器會(huì)認(rèn)為a=1與a=2根本就是毫無意義，會(huì)把它們優(yōu)化掉，只剩下a=3。但是，有些時(shí)候這段代碼是有特殊用途的：

unsigned charxdata a _at_ 0X1111;

a=1;

a=2;

a=3;

a不單單是一個(gè)變量，而是一個(gè)外部總線的端口(51平臺(tái))。向它賦值會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的外部總線上的時(shí)序輸出，從而對(duì)外部器件實(shí)現(xiàn)控制。這種時(shí)候，a=1和a=2不能被優(yōu)化掉。舉個(gè)例子：a所指向的外部總線端口，是一個(gè)電機(jī)控制器的接口，向它寫入1是加速，寫入2是減速，寫入3是反向。那么上面的代碼就是加速->減速->反向，這樣一個(gè)控制過程。如果被優(yōu)化的話，那最后就只有反向了。

為了防止這種被“意外”倫的情況發(fā)生，我們可以在變量的定義上加一個(gè)修飾詞volatile。

volatile unsigned charxdata a _at_ 0X1111;

a=1;

a=2;

a=3;

這樣，編譯器就會(huì)對(duì)它單獨(dú)對(duì)待，不再優(yōu)化了。

volatile最常出現(xiàn)的地方，就是對(duì)芯片中寄存器的定義，比如STM32固件庫(kù)中有這樣的代碼：

#define __IO volatile

typedef struct

{

__IO uint32_t CRL;

__IO uint32_t CRH;

__IO uint32_t IDR;

__IO uint32_t ODR;

__IO uint32_t BSRR;

__IO uint32_t BRR;

__IO uint32_t LCKR;

} GPIO_TypeDef;

這是對(duì)STM32的GPIO寄存器組的定義，每一項(xiàng)都是一個(gè)__IO類型，其實(shí)就是volatile。這樣是為了對(duì)片內(nèi)外設(shè)的物理寄存器的訪問一定是真正落實(shí)的，而不是經(jīng)過編譯器優(yōu)化，而變成去訪問緩存之類的東西。