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在学校学C的那会儿,就已经知道switch...case的执行效率要相对if...else较高了(大体上讲),因为从字面上和逻辑上看,switch...case是不用像if...else那样做一系列比较判断就可以直接定位到相应的条件分支的。不过也没有深究过其中的原理。后来由于一偶然原因,就明白了其中的细节。今日碰巧看到一篇blog,是讲作者对此问题的思考,我觉得作者的理解大体上都是对的,不过下面跟帖的人,有人鄙夷,有人讽刺,实在是影响网容网貌,对作者本人也是没有起码的尊重,无法建立起平等的沟通,实在是不河蟹呀~~~:)
switch...case与if...else的根本区别在于,switch...case会生成一个跳转表来指示实际的case分支的地址,而这个跳转表的索引号与switch变量的值是相等的。从而,switch...case不用像if...else那样遍历条件分支直到命中条件,而只需访问对应索引号的表项从而到达定位分支的目的。
具体地说,switch...case会生成一份大小(表项数)为最大case常量+1的跳表,程序首先判断switch变量是否大于最大case常量,若大于,则跳到default分支处理;否则取得索引号为switch变量大小的跳表项的地址(即跳表的起始地址+表项大小*索引号),程序接着跳到此地址执行,到此完成了分支的跳转。如下代码(gcc编译,不开优化):
int main()
{ int j = 0; int i = 1; switch (i) { case 1: j = 11; break; case 2: j = 22; break; case 3: j = 33; break; case 4: j = 44; break; case 10: j = 10; default: j = 88; break; } return 0; }
这是编译后的部分汇编码:
.file "test.c"
.text .globl main .type main, @function main: leal 4(%esp), %ecx andl $-16, %esp pushl -4(%ecx) pushl %ebp movl %esp, %ebp pushl %ecx subl $16, %esp movl $0, -8(%ebp) movl $1, -12(%ebp) cmpl $10, -12(%ebp) ja .L2 movl -12(%ebp), %eax sall $2, %eax movl .L8(%eax), %eax jmp *%eax .section .rodata .align 4 .align 4 .L8: .long .L2 .long .L3 .long .L4 .long .L5 .long .L6 .long .L2 .long .L2 .long .L2 .long .L2 .long .L2 .long .L7 .text .L3: movl $11, -8(%ebp) jmp .L9 .L4: movl $22, -8(%ebp) jmp .L9 .L5: movl $33, -8(%ebp) jmp .L9 .L6: movl $44, -8(%ebp) jmp .L9 .L7: movl $10, -8(%ebp) .L2: movl $88, -8(%ebp) .L9: movl $0, %eax addl $16, %esp popl %ecx popl %ebp leal -4(%ecx), %esp ret
可以打个比方,switch...case访问条件分支的方式像数组一样,是随机访问;而if...else是顺序访问。
他们各自的特点:
1、 总体上说,switch...case 效率要高于同样条件下的if...else,特别是当条件分支较多时。
2、switch...case占用较多的代码空间,因为它要生成跳表,特别是当case常量分布范围很大但实际有效值又比较少的情况,switch...case的空间利用率将变得很低。例如上面的代码,如果把case 10改成case 100,则会生成101个表项,而大部分表项是指向同一分支(default分支)。switch...case是在以空间换时间。
3、switch...case只能处理case为常量的情况,对非常量的情况是无能为力的。例如 if (a > 1 && a < 100),是无法使用switch...case来处理的。
***注意:如果把例子中的case分支减少一个,则生成的汇编码与if...else差别不大,此时不会生成跳表项,可见对于分支较少的情况,编译器会做特殊处理。
补充:
1. <C++高效编程:内存与性能优化>
有过关于swtich与if的性能对比 他们的阀值为3,也就说 少于3的判断,采用if方式,效率比swtich高 而对于大于3个判断,swtich效率比if要高。 而swtich的执行过程,是从default开始的。2.因为switch的条件简单,编译器会为它做二分法优化(或跳转表).平均性能要高一点.而if else所比较的条件会远远比switch的复杂,编译器通常不会做过多的优化.当然你可以手工优化....
一般情况下,是差不多的.当有大量的比较的时候,switch的效率应该高一点。
switch的case条件都是编译期整数常量,编译器可以做到表格跳转查询,查找速度快。 缺点是:case条件都是编译期整数常量 if/else是一个挨一个的查询,速度较慢, 优点是:不限比较类型和内容,你可以使用double,float,string或是自定义类型,比较双方不必是编译期常量。转载地址:http://vqbmb.baihongyu.com/