面试题：C语言位运算优化嵌入式代码性能

Question

在一个嵌入式系统中，有一个频繁调用的函数，该函数需要对一组数据进行按位异或操作以实现简单的数据加密。现有一个数组`unsigned char data[100]`，请编写一个高效的C语言函数，利用位运算优化性能，实现对该数组每个元素与一个特定密钥`unsigned char key`的按位异或操作，同时说明这样做比常规方法性能提升的原因。

Answer 1

void xor_encrypt(unsigned char *data, unsigned char key, int length) {
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        data[i] ^= key;
    }
}

这样做比常规方法性能提升的原因：按位异或操作^是一种基本的位运算，现代CPU对这种基本位运算有很好的硬件支持，执行速度快。相比其他更复杂的加密算法或常规的逐位比较等方法，这种直接的按位异或操作在实现简单加密需求时，减少了不必要的指令和计算步骤，从而提高了性能。特别是在嵌入式系统中，资源有限，简单高效的位运算能更好地适应系统需求。