MST

星途 面试题库

面试题:C语言中减少指针解引用提升性能的常见场景

请举例说明在C语言编程中,哪些场景下减少指针解引用能够显著提升性能,并简要描述原因。
35.6万 热度难度
编程语言C

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试
  1. 循环遍历数组
    • 场景示例: 在一个需要频繁访问数组元素的循环中,例如计算数组所有元素之和。
#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[1000];
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        arr[i]=i;
    }
    int sum = 0;
    int *ptr = arr;
    // 减少指针解引用方式
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        sum += *ptr;
        ptr++;
    }
    // 常规数组下标方式(指针解引用较多)
    // for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    //     sum += arr[i];
    // }
    printf("Sum: %d\n", sum);
    return 0;
}
  • 原因:使用指针且减少指针解引用次数,每次循环只需一次指针解引用操作(sum += *ptr;)。而使用数组下标(如arr[i]),编译器需要根据数组基地址、数组元素类型大小以及下标i计算出实际的内存地址,然后进行解引用操作,这涉及多次计算和间接寻址,增加了开销。在循环次数很多时,这种开销积累起来会影响性能。
  1. 链表操作
    • 场景示例: 遍历链表并对每个节点的数据进行处理。假设有一个简单的链表结构:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

void processList(struct Node *head) {
    struct Node *current = head;
    while (current != NULL) {
        // 减少指针解引用方式,先保存data到临时变量
        int temp = current->data;
        // 对temp进行处理,这里简单打印
        printf("%d ", temp);
        current = current->next;
    }
}

int main() {
    struct Node *head = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    head->data = 1;
    struct Node *node2 = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    node2->data = 2;
    head->next = node2;
    node2->next = NULL;

    processList(head);
    return 0;
}
  • 原因:如果每次都直接通过current->data来访问节点数据,每次访问都需要进行指针解引用操作。先将current->data的值保存到临时变量temp,后续处理使用temp,这样对于每个节点只需要一次指针解引用获取数据,减少了重复解引用的开销,特别是在链表较长时,性能提升较为明显。