C语言数组移动的那些事

修改时间：2021.05.06 11:12

使用环境：Windows10 Clion C11 GCC

前情回顾

做嵌入式设计时涉及到数据动态绘图的功能，需要将所需数据放置在一个固定长度的数组中，就有了数组整体移动、抛弃旧数据、插入新数据的需求，由此有了两种解决方案，并做了一些简单的性能测试。

方案1

使用memcpy函数复制数组地址数据到对应地址，代码如下：

void floatArrayShift(float array[],float num){
    memcpy(array,&array[1],(MAX_WIDTH-1)*sizeof(float));
    array[MAX_WIDTH-1] = num;
}

int test1(){
    float data[MAX_WIDTH] = {(float)0.5};
    clock_t start,finish;
    start = clock();
    for(int i=0;i<MAX_WIDTH;i++){
        floatArrayShift(data,(float)(i+0.1));
    }
    finish = clock();
    printf("TEST1: %ld ms\n",finish-start);
    return 0;
}

需要注意的是，此方案相比于方案2，需要注意数组的类型，在面临多种类型的数组时，需要额外增加对类型所占内存的判断及计算。

方案2

使用for循环遍历数组向前幅值，代码如下：

int test2(){
    float data[MAX_WIDTH] = {(float)0.5};
    clock_t start,finish;
    start = clock();
    for(int i=0;i<MAX_WIDTH;i++){
        for (int j=0;j<MAX_WIDTH-1;j++){
            data[j] = data[j+1];
        }
        data[MAX_WIDTH-1] = (float)(i+0.1);
    }
    finish = clock();
    printf("TEST2: %ld ms\n",finish-start);
    return 0;
}

性能测试

设置MAX_WIDTH为10000，对两种方案进行性能测试，10次测试结果如下，单位ms

TEST1	10	9	20	9	11	10	9	19	9	9
TEST2	269	240	230	240	250	237	240	230	230	231

受个人编码能力影响，此次试验可能存在误差，但大致可以看出，使用内存操作比遍历的速度明显加快，可以明显提升软件运行效率。

完整测试代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

#define MAX_WIDTH 10000

void floatArrayShift(float array[],float num){
    memcpy(array,&array[1],(MAX_WIDTH-1)*sizeof(float));
    array[MAX_WIDTH-1] = num;
}

int test1(){
    float data[MAX_WIDTH] = {(float)0.5};
    clock_t start,finish;
    start = clock();
    for(int i=0;i<MAX_WIDTH;i++){
        floatArrayShift(data,(float)(i+0.1));
    }
    finish = clock();
    printf("TEST1: %ld ms\n",finish-start);
    return 0;
}

int test2(){
    float data[MAX_WIDTH] = {(float)0.5};
    clock_t start,finish;
    start = clock();
    for(int i=0;i<MAX_WIDTH;i++){
        for (int j=0;j<MAX_WIDTH-1;j++){
            data[j] = data[j+1];
        }
        data[MAX_WIDTH-1] = (float)(i+0.1);
    }
    finish = clock();
    printf("TEST2: %ld ms\n",finish-start);
    return 0;
}

int main() {
    test1();
    test2();
    return 0;
}