Оптимізація операцій зі строками та складність алгоритмів

8 Березня 2024 в 18:52 57

Розглянемо різні аспекти оптимізації операцій зі строками та алгоритмів у контексті мікроконтролерних застосувань. Загалом, задача полягає у копіюванні слів до буфера виводу та їх подальшому виведенні. Розглянемо два варіанти реалізації програми та порівняємо їх ефективність щодо часу виконання (алгоритмічна складність).

/* Реалізація з використанням strcat */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char command_string[2][70] = {
    "Henry",
    "Julie",
};
int main() {
    char output_transmit_buffer[255];
    int counter = 0;
    while (1) {
        char *command = command_string[counter];
        strcat(output_transmit_buffer, command);
        printf("%s\r\n", output_transmit_buffer);
        // Очищення буфера виводу
        memset(output_transmit_buffer, 0, sizeof(output_transmit_buffer));
        if (counter == 1) {
            return 0;
        }
        counter++;
    }
    return 0;
}

/* Реалізація з використанням strcat */

#include <stdio.h>

#include <string.h>

char command_string[2][70] = {

"Henry",

"Julie",

};

int main() {

char output_transmit_buffer[255];

int counter = 0;

while (1) {

char *command = command_string[counter];

strcat(output_transmit_buffer, command);

printf("%s\r\n", output_transmit_buffer);

// Очищення буфера виводу

memset(output_transmit_buffer, 0, sizeof(output_transmit_buffer));

if (counter == 1) {

return 0;

}

counter++;

}

return 0;

}

/* Реалізація з використанням strcpy */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char command_string[2][70] = {
    "Henry",
    "Julie",
};
int main() {
    char output_transmit_buffer[255];
    int counter = 0;
    while (1) {
        char *ptr = output_transmit_buffer;
        strcpy(ptr, command_string[counter]);
        ptr += strlen(command_string[counter]);
        printf("%s\r\n", output_transmit_buffer);
        memset(output_transmit_buffer, 0, sizeof(output_transmit_buffer));
        if (counter == 1) {
            return 0;
        }
        counter++;
    }
    return 0;
}

/* Реалізація з використанням strcpy */

#include <stdio.h>

#include <string.h>

char command_string[2][70] = {

"Henry",

"Julie",

};

int main() {

char output_transmit_buffer[255];

int counter = 0;

while (1) {

char *ptr = output_transmit_buffer;

strcpy(ptr, command_string[counter]);

ptr += strlen(command_string[counter]);

printf("%s\r\n", output_transmit_buffer);

memset(output_transmit_buffer, 0, sizeof(output_transmit_buffer));

if (counter == 1) {

return 0;

}

counter++;

}

return 0;

}

Обидва варіанти мають на меті копіювати слова до буфера виводу та вивести інформацію. У першому варіанті використовується функція strcat для конкатенації рядків, в другому ж варіанті – strcpy та ручне маніпулювання вказівниками.

Щодо ефективності, другий варіант може бути кращим, оскільки уникнуто повторного сканування буфера призначення, що може призвести до кращої ефективності, особливо для великих рядків. Крім того, ручне маніпулювання вказівниками може бути більш ефективним, ніж операція конкатенації рядків, яка використовується в першій реалізації.

У контексті мікроконтролерних застосувань, де ресурси, такі як пам’ять та обчислювальна потужність, обмежені, оптимізація продуктивності та використання пам’яті є важливими. У таких випадках другий варіант може бути переважним через його потенційні переваги щодо продуктивності та ефективного використання пам’яті.

Отже, обидва варіанти досягають потрібного функціоналу, але другий варіант може бути більш підходящим для мікроконтролерних застосувань через його потенційні переваги щодо продуктивності та ефективного використання пам’яті.