使用临时中间变量，会降低C语言程序效率吗？

在C语言程序开发中，有时为了一行代码不至于过长，或者其他原因，程序员常常会使用一些临时的中间变量，使用临时中间变量的C语言代码，大都可以抽象成类似于下面这样的例子，请看：

int i = 5;
int j = 10;
int result = i+j;

到这里，有些小伙伴就有疑问了，使用临时中间变量会降低C语言程序的效率吗？或者说，将上面的 3 行代码写成一行：

int result = 5+10;

是否能够得到更高效率的C语言程序呢？鉴于使用临时中间变量常常能够提升代码的可读性，要是它同时真的会降低程序效率，我们就陷入矛盾了。

究竟有没有必要使用长表达式，代替临时中间变量呢？

其实，绝大多数现代C语言编译器已经足够聪明，优化上述代码轻而易举。我们还是以上述C语言代码为例，对其稍作调整，相关代码如下，请看：

#include <stdio.h>

void func()
{
  int i = 5;
  int j = 10;
  int result = i + j;

  printf( "%d\n", result ) ;
}

以 gcc 编译器为例，添加 -std=c99 指定 C99 标准，并指定 -O3 优化项，应该能够得到上述C语言代码对应的汇编代码：

movl    $15, %esi

C语言编译器常用的一个策略“constant propagation（常数传播，下文讨论）”会将 i+j 在编译阶段计算完毕。

另外值得说明的是，我在上述C语言代码中添加了 printf() 函数读取 result，否则 fun() 函数将直接被优化成下面这样的汇编代码：

func:
  rep ret

机器甚至都不会再去计算和保存 i+j，直接就返回了。C语言编译器做出这样的优化，显然可以避免无效代码消耗机器性能，因为 fun() 函数中并无实际的代码要用到 result，再去计算和处理它，显然就是做无用功。

当然了，若是考虑到硬件寄存器，即使没有代码使用到result，对其赋值也可能是有意义的。这是就需要一些其他操作，来避免编译器优化了。这一点，我之前的文章讨论过，感到陌生的读者可以翻翻看看。

可见，即使在C语言代码中使用了一些临时的中间变量，也不用太过担心它们会影响效率，因为这对于编译器来说，优化它们轻而易举。

考虑到一些初学者不太熟悉编译器的策略，这里对前文设计的“常数传播”策略稍作解释。常数折叠（Constant folding）以及常数传播（constant propagation）都是C语言编译器对代码做优化使用的策略之一。

“常数折叠”是在编译期间简化常数的过程。常数在C语言程序中仅仅代表一个简单的数值，事实上，若某个变量从未被修改，完全可以将其也当作常数，请看下面这个例子：

 i = 320 * 200 * 32;

多数现代C语言编译器不会真的产生两个乘法指令，然后再将结果存储起来，而是辨识是否之后没有代码修改变量 i，若如此，则会在编译阶段就将结果计算出来，之后直接使用计算结果。此即一次典型的“常数折叠”过程，这样做显然可以减小C语言代码尺寸，并且能够得到更高效的程序。

“常数传播”则是一个替代表达式中已知常数的过程，也是在编译时执行的，这里仍然以实例讨论，请看下面这段C语言代码：

  int x = 14;
  int y = 7 - x / 2;
  return y * (28 / x + 2);

编译器执行“常数传播”策略，则 x 会被替换为常数 14，得到下面这样的C语言代码：

  int x = 14;
  int y = 7 - 14 / 2;
  return y * (28 / 14 + 2);

继续这一传播过程，则最终得到下面这样的C语言代码：

 int x = 14;
  int y = 0;
  return 0;

编译器通常还会执行一些消除无用代码的过程，以对整个C语言程序优化，因此在现代编译器看来：

  int x = 14;
  int y = 7 - x / 2;
  return y * (28 / x + 2);

其实和简单的 return 0; 没什么两样。

本文在最后介绍了现代C语言编译器常用的“常数折叠”和“常数传播”策略，可见，如今的编译器早已不再是只会逐行“死板”的处理代码了，因此，我们在编写C语言代码时，除非在某些特殊的情况下，否则更多的应该关心代码的可读性。那些复杂的“优化”工作，交给编译器去做就好了。