正文
大家好，我是bug菌！
之前bug菌有发布一篇不建议大家把什么东西都往结构体塞<不要什么变量都想往"结构体"里塞~>的文章，主要的观点其实是让大家能够理性的组织自己的数据结构，不要面向结构体编程，很多朋友都在后台留言发表了自己的一些看法，而主要是关于其结构体成员嵌套会不会影响程序执行效率等，观点主要是两个方面:
1）不同平台对结构体和全局变量的访问不同；
2）编译器优化能够对这些数据访问轻轻松松的优化；
其实把结构体嵌套多层这样的话题跟"干掉if_else"等等都是类似的，对于大部分开发人员和普通项目基本上是不怎么关心的，因为所选择的MCU等等性能上都能够完全覆盖。
而只有当你正在为了一些函数、中断等等的执行时间太长而发愁的时候，这些东西或许才会吸引你，此时此刻你的思考方向展现着你真正的技术水平。
其实bug菌经常会在文章中表达自己的一些思维观点，比如“时间换空间、空间换时间”；“具体情况具体分析”；"一切没有前提条件的结论都是耍流氓"等等，所以没有永恒的真理，只有相对的可行，关键还是要有一个思考和研究的过程。
1
不同平台问题
不同架构的CPU，都会有自己的一些特色，从编程语言这个层面大部分工程师基本上只会研究到指令，对应着就是不同的指令集，而程序里对变量的访问基本上就是对内存的访问，而访问的方式不同又引出来一堆寻址方式，常见的就是立即数寻址、直接寻址、间接寻址等等，寻址速度上来说一般 情况:?立即数寻址>直接寻址>间接寻址。
编译器会把C程序转化为最终的汇编指令，而C程序与汇编指令并不是一一对应的关系，很好理解 : 汇编语言也一门编程语言,在编程语言的层面他们是级别；实现同样一个功能有非常多的编码处理方式，而不同的处理方式又会带来不同的效果，所以C编译器都会有一些优化选项给用户来选择，从而满足大家的需求，这也是目前编译器开发人员努力的方向。
而对于部分C代码编译最终还是达不到执行的要求，就只能老老实实自己来编写汇编程序了。
而对于结构体的成员访问如果能够直接确定其偏移地址，编译器一般会以直接寻址的方式访问；而对于运行时才能确定其地址，则一般通过结构体的基地址间接找到结构体成员，即“基地址+偏移”的方式，所以说不管结构体嵌套多少层，不会随着嵌套层数的增加而成比例的增加访问时间。
如下是在devC++，进行O0-编译结果:
参考代码：
1#include?<stdio.h>
2#include?<stdlib.h>
3
4typedef?struct?_tag_Obj{
5????int?var;
6
7????struct?_tag_member1{
8????????int?var;
9
10????????struct?_tag_member2{
11????????????int?var;
12
13????????????struct?_tag_member3{
14????????????????int?var;
15
16????????????????struct?_tag_member4{
17????????????????????int?var;
18
19????????????????}member4;
20
21????????????}member3;
22
23????????}member2;
24
25????}member1;
26}stObj;
27
28stObj?obj1;
29
30
31int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
32????int?index?=?0;
33????int?a??=?0;
34
35????a?=?obj1.member1.var;
36????a?=?obj1.member1.member2.member3.member4.var;
37
38????return?0;
39}汇编：
从汇编可以看出，这种形式的结构体，不管结构体成员嵌套多少层，其访问的结构体成员都采用直接寻址的方式。
参考代码：
1#include?<stdio.h>
2#include?<stdlib.h>
3
4typedef?struct?_tag_Obj{
5????int?var;
6
7????struct?_tag_member1{
8????????int?var;
9
10????????struct?_tag_member2{
11????????????int?var;
12
13????????????struct?_tag_member3{
14????????????????int?var;
15
16????????????????struct?_tag_member4{
17????????????????????int?var;
18
19????????????????}member4;
20
21????????????}member3;
22
23????????}member2;
24
25????}member1;
26}stObj;
27
28#define?MAX_NUM?5
29stObj?obj[MAX_NUM];
30
31
32
33int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
34????int?index?=?0;
35????int?a??=?0;
36
37????a?=?obj[index].member1.var;
38????a?=?obj[index].member1.member2.member3.member4.var;
39
40????return?0;
41}
对于这种嵌套有数组的结构体，且访问数组内成员，需要在运行时根据index变量来最终确定成员的地址，同样我们来看看汇编：
这里首先获得index变量，然后计算出结构体成员的偏移进行访问，这里采用了一种间接寻址的方式，相比前面的小例子增加了很多指令，运行也必然要更耗时，如果每一层嵌套均需要索引，那么耗时可想而知，处理办法我在前面的文章有提及，这里就不在多说了~
2
试着调高优化等级
经常有朋友问我要不要开启优化，其实不开启优化的话，大部分C代码都是按照编写者逻辑几乎一对一的"翻译"，所以打开C代码和汇编代码也可以按照逻辑对应上，当然一些实在是太无脑的C代码，即使不开优化等级，编译器也是会处理的。
所以在没有开启优化的情况下，编译器把更多的逻辑和优化处理交给C程序员，而一旦你开启了优化等级，那么编译器会自主的根据一些优化规则来对编译过程进行调整，此时进行C与汇编的对照就会有所差异。
下面我们把Dev的编译等级提升为High，然后对程序进行相应的修改，不然前面的程序直接被优化掉，灰都不剩~。
参考代码：
1int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
2????int?index?=?0;
3????int?a??=?0;
4
5????scanf("?%d",&index);?
6????a?=?obj[index].member1.member2.member3.member4.var;
7????printf("?a?=?%d\n",a);?
8????return?0;
9}
通过获得index的值，然后索引相应的结构体成员，相应的汇编如下:
从汇编可以看出其也是分为两步，获得index，然后通过间接寻址获得最终的结构体成员，不过相比之前没有优化要短小精悍很多。
所以对于做算法的伙计们，优化代码和算法的执行效率， 优化等级是需要好好研究的，而对于所在平台优化情况不是特别熟悉的朋友，还是先研究好会优化什么内容，然后再开启优化选项等级和选项，以免造成运行异常。
好了，具体情况再具体分析吧~
最后
? ? 今天的内容就到这里了，觉得有所收获，记得点个赞哦~~
推荐专辑??点击蓝色字体即可跳转
???MCU进阶专辑?
???嵌入式C语言进阶专辑?
???“bug说”专辑?
??专辑|手撕C语言
??专辑|经验分享
