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對於每一個程序員來說，程序的運行效率都是一個值得重視，併爲之付出努力的問題。但是程序性能的優化也是一門複雜的學問，需要很多的知識，然而並不是每個程序員都具備這樣的知識，而且論述如何優化程序提高程序運行效率的書籍也很少。但是這並不等於我們可以忽略程序的運行效率，下面就介紹一下本人積累的一些簡單實用的提高程序運行效率的方法，希望對大家有所幫助。
注：以C/C++程序爲例
一、儘量減少值傳遞，多用引用來傳遞參數。
至於其中的原因，相信大家也很清楚，如果參數是int等語言自定義的類型可能能性能的影響還不是很大，但是如果參數是一個類的對象，那麼其效率問題就不言而喻了。例如一個判斷兩個字符串是否相等的函數，其聲明如下：
bool Compare（string s1, string s2)
bool Compare(string *s1, string *s2)
bool Compare(string &s1, string &s2)
bool Compare(const string &s1, const string &s2)
其中若使用第一個函數（值傳遞），則在參數傳遞和函數返回時，需要調用string的構造函數和析構函數兩次（即共多調用了四個函數），而其他的三個函數（指針傳遞和引用傳遞）則不需要調用這四個函數。因爲指針和引用都不會創建新的對象。如果一個構造一個對象和析構一個對象的開銷是龐大的，這就是會效率造成一定的影響。
然而在很多人的眼中，指針是一個噩夢，使用指針就意味着錯誤，那麼就使用引用吧！它與使用普通值傳遞一樣方便直觀，同時具有指針傳遞的高效和能力。因爲引用是一個變量的別名，對其操作等同於對實際對象操作，所以當你確定在你的函數是不會或不需要變量參數的值時，就大膽地在聲明的前面加上一個const吧，就如最後的一個函數聲明一樣。同時加上一個const還有一個好處，就是可以對常量進行引用，若不加上const修飾符，引用是不能引用常量的。
二、++i和i++引申出的效率問題
看了上面的第一點，你可能覺得，那不就是多調用了四個函數而已，你可能對此不屑一顧。那麼來看看下面的例子，應該會讓你大吃一驚。
至於整型變量的前加和後加的區別相信大家也是很清楚的。然而在這裏我想跟大家談的卻是C++類的運算符重載，爲了與整形變量的用法一致，在C++中重載運算符++時一般都會把前加和後加都重載。你可能會說，你在代碼中不會重載++運算符，但是你敢說你沒有使用過類的++運算符重載嗎？迭代器類你總使用過吧！可能到現在你還不是很懂我在說什麼，那麼就先看看下面的例子吧，是本人爲鏈表寫的一個內部迭代器。
_SingleList::Iterator& _SingleList::Iterator::operator++()//前加
{
pNote = pNote->pNext;
return *this;
}
_SingleList::Iterator _SingleList::Iterator::operator++(int)//後加
{
Iterator tmp(*this);
pNote = pNote->pNext;
return tmp;
}
從後加的實現方式可以知道，對象利用自己創建一個臨時對象（自己在函數調用的一個複製），然後改變自己的狀態，並返回這個臨時對象，而前加的實現方式時，直接改變自己的內部狀態，並返回自己的引用。
從第一點的論述可以知道後加實現時會調用複製構造函數，在函數返回時還要調用析構函數，而由於前加實現方式直接改變對象的內部狀態，並返回自己的引用，自始至終也沒有創建新的對象，所以也就不會調用構造函數和析構函數。
然而更加糟糕的是，迭代器通常是用來遍歷容器的，它大多應用在循環中，試想你的鏈表有100個元素，用下面的兩種方式遍歷：
for(_SingleList::Iterator it = list.begin(); it != list.end();++it)
{
//do something
}
for(_SingleList::Iterator it = list.begin(); it != list.end();it++)
{
//do something
}
如果你的習慣不好，寫了第二種形式，那麼很不幸，做同樣的事情，就是因爲一個前加和一個後加的區別，你就要多調用200個函數，其對效率的影響可就不可忽視了。
三、循環引發的討論1（循環內定義，還是循環外定義對象）
請看下面的兩段代碼：
代碼1：
ClassTest CT；
for(int i = 0; i < 100; ++i)
{
CT = a;
//do something
}
代碼2：
for(int i = 0; i < 100; ++i)
{
ClassTest CT = a;
//do something
}
你會覺得哪段代碼的運行效率較高呢？代碼1科學還是代碼2？其實這種情況下，哪段代碼的效率更高是不確定的，或者說是由這個類ClassTest本向決定的，分析如下：
對於代碼1：需要調用ClassTest的構造函數1次，賦值操作函數（operator=）100次；對於代碼2：需要調用（複製）構造函數100次，析構函數100次。
如果調用賦值操作函數的開銷比調用構造函數和析構函數的總開銷小，則第一種效率高，否則第二種的效率高。
四、循環引發的討論2（避免過大的循環）
現在請看下面的兩段代碼，
代碼1：
for(int i = 0; i < n; ++i)
{
fun1();
fun2();
}
代碼2：
for(int i = 0; i < n; ++i)
{
fun1();
}
for(int i = 0; i < n; ++i)
{
fun2（);
}
注：這裏的fun1()和fun2()是沒有關聯的，即兩段代碼所產生的結果是一樣的。
以代碼的層面上來看，似乎是代碼1的效率更高，因爲畢竟代碼1少了n次的自加運算和判斷，畢竟自加運算和判斷也是需要時間的。但是現實真的是這樣嗎？
這就要看fun1和fun2這兩個函數的規模（或複雜性）了，如果這多個函數的代碼語句很少，則代碼1的運行效率高一些，但是若fun1和fun2的語句有很多，規模較大，則代碼2的運行效率會比代碼1顯著高得多。可能你不明白這是爲什麼，要說是爲什麼這要由計算機的硬件說起。
由於CPU只能從內存在讀取數據，而CPU的運算速度遠遠大於內存，所以爲了提高程序的運行速度，有效地利用CPU的能力，在內存與CPU之間有一個叫Cache的存儲器，它的速度接近CPU。而Cache中的數據是從內存中加載而來的，這個過程需要訪問內存，速度較慢。
這裏先說說Cache的設計原理，就是時間局部性和空間局部性。時間局部性是指如果一個存儲單元被訪問，則可能該單元會很快被再次訪問，這是因爲程序存在着循環。空間局部性是指如果一個儲存單元被訪問，則該單元鄰近的單元也可能很快被訪問，這是因爲程序中大部分指令是順序存儲、順序執行的，數據也一般也是以向量、數組、樹、表等形式簇聚在一起的。
看到這裏你可能已經明白其中的原因了。沒錯，就是這樣！如果fun1和fun2的代碼量很大，例如都大於Cache的容量，則在代碼1中，就不能充分利用Cache了（由時間局部性和空間局部性可知），因爲每循環一次，都要把Cache中的內容移出，重新從內存中加載另一個函數的代碼指令和數據，而代碼2則更很好地利用了Cache，利用兩個循環語句，每個循環所用到的數據幾乎都已加載到Cache中，每次循環都可從Cache中讀寫數據，訪問內存較少，速度較快，理論上來說只需要完全移出fun1的數據1次即可。
五、局部變量VS靜態變量
很多人認爲局部變量在使用到時纔會在內存中分配儲存單元，而靜態變量在程序的一開始便存在於內存中，所以使用靜態變量的效率應該比局部變量高，其實這是一個誤區，使用局部變量的效率比使用靜態變量要高。
這是因爲局部變量是存在於堆棧中的，對其空間的分配僅僅是修改一次esp寄存器的內容即可（即使定義一組局部變量也是修改一次）。而局部變量存在於堆棧中最大的好處是，函數能重複使用內存，當一個函數調用完畢時，退出程序堆棧，內存空間被回收，當新的函數被調用時，局部變量又可以重新使用相同的地址。當一塊數據被反覆讀寫，其數據會留在CPU的一級緩存（Cache）中，訪問速度非常快。而靜態變量卻不存在於堆棧中。可以說靜態變量是低效的。
六、避免使用多重繼承
在C++中，支持多繼承，即一個子類可以有多個父類。書上都會跟我們說，多重繼承的複雜性和使用的困難，並告誡我們不要輕易使用多重繼承。其實多重繼承並不僅僅使程序和代碼變得更加複雜，還會影響程序的運行效率。
這是因爲在C++中每個對象都有一個this指針指向對象本身，而C++中類對成員變量的使用是通過this的地址加偏移量來計算的，而在多重繼承的情況下，這個計算會變量更加複雜，從而降低程序的運行效率。而爲了解決二義性，使用虛基類的多重繼承對效率的影響更爲嚴重，因爲其繼承關係更加複雜和成員變量所屬的父類關係更加複雜。
七、儘量少使用dynamic_cast
dynamic_cast的作用是進行指針或引用的類型轉換，dynamic_cast的轉換需要目標類型和源對象有一定的關係：繼承關係。實現從子類到基類的指針轉換，實際上這種轉換是非常低效的，對程序的性能影響也比較大，不可大量使用，而且繼承關係越複雜，層次越深，其轉換時間開銷越大。在程序中應該儘量減少使用。
八、減少除法運算的使用
無論是整數還是浮點數運算，除法都是讓運算速度很慢的指令，在計算機中實現除法是比較複雜的。所以要減少除法運算的次數，下面介紹一些簡單方法來提高效率：
1、通過數學的方法，把除法變爲乘法運算，如if(a > b/c)，如果a、b、c都是正數，則可寫成if(a*c
> b)。
2、讓編譯器有優化的餘地，如裏你要做的運算是int型的n/8的話，寫成（unsigned)n/8有利於編譯器的優化。而要讓編譯器有優化的餘地，則除數必須爲常數，而這也可以用const修飾一個變量來達到目的。
九、將小粒度函數聲明爲內聯函數（inline）
正如我們所知，調用函數是需要保護現場，爲局部變量分配內存，函數結束後還要恢復現場等開銷，而內聯函數則是把它的代碼直接寫到調用函數處，所以不需要這些開銷，但會使程序的源代碼長度變大。
所以若是小粒度的函數，如下面的Max函數，由於不需要調用普通函數的開銷，所以可以提高程序的效率。
int Max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
十、多用直接初始化
與直接初始化對應的是複製初始化，什麼是直接初始化？什麼又是複製初始化？舉個簡單的例子，
ClassTest ct1；
ClassTest ct2(ct1); //直接初始化
ClassTest ct3 = ct1; //複製初始化
那麼直接初始化與複製初始化又有什麼不同呢？直接初始化是直接以一個對象來構造另一個對象，如用ct1來構造ct2，複製初始化是先構造一個對象，再把另一個對象值複製給這個對象，如先構造一個對象ct3，再把ct1中的成員變量的值複製給ct3，從這裏，可以看出直接初始化的效率更高一點，而且使用直接初始化還是一個好處，就是對於不能進行復制操作的對象，如流對象，是不能使用賦值初始化的，只能進行直接初始化。可能我說得不太清楚，那麼下面就引用一下經典吧！
以下是Primer的原話：
“當用於類類型對象時，初始化的複製形式和直接形式有所不同：直接初始化直接調用與實參匹配的構造函數，複製初始化總是調用複製構造函數。複製初始化首先使用指定構造函數創建一個臨時對象，然後用複製構造函數將那個臨時對象複製到正在創建的對象”，還有一段這樣說：“通常直接初始化和複製初始化僅在低級別優化上存在差異，然而，對於不支持複製的類型，或者使用非explicit構造函數的時候，它們有本質區別：
ifstream file1("filename")://ok:direct initialization
ifstream file2 = "filename";//error:copy constructor is private
ifstream file1("filename")://ok:direct initialization
ifstream file2 = "filename";//error:copy constructor is private
”
注：如還對直接初始化和複製初始化有疑問，可以閱讀一下我寫的另一篇文章：C++的一大誤區——深入解釋直接初始化與複製初始化的區別，裏面有關於直接初始化和複製初始化的詳細解釋。
補充：
這裏只是一點點的建議，雖然說了這麼多，但是還是要說一下的就是：要避免不必要的優化，避免不成熟的優化，不成熟的優化是錯誤的來源，因爲編譯器會爲你做很多你所不知道的優化。
以後還會發現有簡單的提高運行效率的方法，還會繼續補充......