《 C 语言的一些“骚操作”及其深层理解》之字节快速位逆序

字节快速位逆序

我给大家出一道有意思的题目：如何快速得到一个字节的位逆序字节。比如0X33的位逆序字节是0XCC。

有人给了我这样一段代码：

这段代码很简洁，也很巧妙。但是它却不是最快的。后来作了改进：

这样把循环打开，确实会提速不少。但它仍不是最快的实现方案。请看如下代码：

恍然大悟了没有？使用字节数组事先准备好位逆序字节，然后直接以字节的值为下标索引，直接取数据即可。这种方法被称为“空间换时间”。

这个问题我问过很多人，多数人并不能直接给出最佳方案。倒是有不少人问我这个问题有什么实际意义，为什么要去计算位逆序字节？请大家想想，如果我们把电路上的数据总线焊反或插反了该怎么解决。

关于volatile

现在的编译器越来越智能，它们会对我们的代码进行不同程度的优化。请看下例：

unsigned char a;

a=1;

a=2;

a=3;

这样一段代码，有些编译器会认为a=1与a=2根本就是毫无意义，会把它们优化掉，只剩下a=3。但是，有些时候这段代码是有特殊用途的：

unsigned charxdata a _at_ 0X1111;

a=1;

a=2;

a=3;

a不单单是一个变量，而是一个外部总线的端口(51平台)。向它赋值会产生相应的外部总线上的时序输出，从而对外部器件实现控制。这种时候，a=1和a=2不能被优化掉。举个例子：a所指向的外部总线端口，是一个电机控制器的接口，向它写入1是加速，写入2是减速，写入3是反向。那么上面的代码就是加速->减速->反向，这样一个控制过程。如果被优化的话，那最后就只有反向了。

为了防止这种被“意外”伦的情况发生，我们可以在变量的定义上加一个修饰词volatile。

volatile unsigned charxdata a _at_ 0X1111;

a=1;

a=2;

a=3;

这样，编译器就会对它单独对待，不再优化了。

volatile最常出现的地方，就是对芯片中寄存器的定义，比如STM32固件库中有这样的代码：

#define __IO volatile

typedef struct

{

__IO uint32_t CRL;

__IO uint32_t CRH;

__IO uint32_t IDR;

__IO uint32_t ODR;

__IO uint32_t BSRR;

__IO uint32_t BRR;

__IO uint32_t LCKR;

} GPIO_TypeDef;

这是对STM32的GPIO寄存器组的定义，每一项都是一个__IO类型，其实就是volatile。这样是为了对片内外设的物理寄存器的访问一定是真正落实的，而不是经过编译器优化，而变成去访问缓存之类的东西。