sscanf 的快速替代方案

Question

我正在用 C 语言为嵌入式系统上的文本文件编写解析器。我需要每秒使用 sscanf 函数数百次，这会造成性能问题。因此，我正在尝试寻找 sscanf 的快速替代方案。

我需要解析的文本文件包含格式为“parameter=%d,%d,%d,%d”的参数。参数名称长度不同，但参数始终由 4 个整数值组成。

解析器逐行读取文本文件的一行并将字符串存储在变量“token”中。变量“format”包含格式为“parameter=%d,%d,%d,%d”的字符串。

void Parser_GetQuadToken( char* token, const char* format, int16_t* res1, int16_t* res2, int16_t* res3, int16_t* res4 )
{
    uint32_t var1, var2, var3, var4;
    sscanf( token, format, &var1, &var2, &var3, &var4 ) );
    *res1 = var1;
    *res2 = var2;
    *res3 = var3;
    *res4 = var4;
}

有人知道如何实施快速替代方案吗？

Answer 1

sscanf() 必须将格式字符串解释为与您的token 匹配并转换字符串内容。您可以使用atoi()等直接转换函数来避免不必要的格式字符串解析：

#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void Parser_GetQuadToken( const char* token, int16_t* res1, int16_t* res2, int16_t* res3, int16_t* res4 )
{
    char* resstr = strchr( token, '=' ) + 1 ;
    *res1 = (int16_t)atoi( resstr ) ;

    resstr = strchr( resstr, ',' ) + 1 ;
    *res2 = (int16_t)atoi( resstr ) ;

    resstr = strchr( resstr, ',' ) + 1 ;
    *res3 = (int16_t)atoi( resstr ) ;

    resstr = strchr( resstr, ',' ) + 1 ;
    *res4 = (int16_t)atoi( resstr ) ;
}

由于目标是提高性能，因此您需要衡量改进。我在 VC++ 的 64 位调试版本中测得它快 9 倍，在 32 位代码中快 12 倍。用于您的目标和编译器的 YMMV。优化影响不大，因为它绑定在库代码中。

请注意，上述实现具有与原始代码一样多的错误检查 - 即没有。您需要确定输入 token 作为前提条件将是有效的。在我的测试中，添加错误检查对性能影响不大：

bool Parser_GetQuadToken( const char* token, int16_t* res1, int16_t* res2, int16_t* res3, int16_t* res4 )
{
    char* resstr = 0 ;
    if( (resstr = strchr( token, '=' )) != NULL )
    {
        *res1 = (int16_t)atoi( ++resstr ) ;

        if( (resstr = strchr( resstr, ',' )) != NULL )
        {
            *res2 = (int16_t)atoi( ++resstr ) ;

            if( (resstr = strchr( resstr, ',' )) != NULL )
            {
                *res3 = (int16_t)atoi( ++resstr ) ;

                if( (resstr = strchr( resstr, ',' )) != NULL )
                {
                    *res4 = (int16_t)atoi( ++resstr ) ;
                }
            }
        }
    }

    return resstr != NULL ;
}

但它可能不会产生您期望的影响 - 文件 I/O 将比sscanf() 施加的内存和字符串操作慢得多 - 在嵌入式系统中sscanf() 的问题通常是代码空间和需要使用堆栈。

@SteveSummit 建议使用strtol()。由于这会跟踪扫描的“最后位置”，以避免重复字符串。您可以利用它来省略对逗号分隔符的显式搜索：

void Parser_GetQuadToken( const char* token, int16_t* res1, int16_t* res2, int16_t* res3, int16_t* res4 )
{
    char* resstr = strchr( token, '=' ) ;
    *res1 = (int16_t)strtol( ++resstr, &resstr, 10 ) ;
    *res2 = (int16_t)strtol( ++resstr, &resstr, 10 ) ;
    *res3 = (int16_t)strtol( ++resstr, &resstr, 10 ) ;
    *res4 = (int16_t)strtol( ++resstr, &resstr, 10 ) ;
}

在我的测试中，这在调试中快了大约 12 倍，在优化中快了 17 倍 - 然而，它在 Windows 上的测试有些可变。我会把错误检查留给你考虑。