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© 周洋 黑马帝   /  2012-3-30 15:25  /  2739 人查看  /  3 人回复  /   0 人收藏 转载请遵从CC协议 禁止商业使用本文

switch 和  if-else的效率,如何确保的?

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一般来说,switch比if效率高,但switch应用有局限性,只能用于int和枚举。
我们从比较次数可以推测出来,从概率上说,if平均要比较n/2次,switch一次就可定位。
lz说的确保效率,不是很明白,比较次数越少,代码效率越高。
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网上查阅了,总结如下:

switch与ifelse的区别:
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。
//
int main()
{
unsigned int i,j;
i=3;
switch (i)
{
  case 0:
  j=0;
  break;
  case 1:
  j=1;
  break;
  case 2:
  j=2;
  break;
  case 3:
  j=3;
  break;
  case 4:
  j=4;
  break;
  default:
  j=10;
  break;
}

}
用gcc编译器,生成汇编代码(注意,不开编译器优化)
.file "shiyan.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 $20, %esp
movl $3, -8(%ebp)
cmpl $4, -8(%ebp)
ja .L2
movl -8(%ebp), %eax
sall $2, %eax
movl .L8(%eax), %eax
jmp *%eax
.section .rodata
.align 4
.align 4
.L8:
.long .L3
.long .L4
.long .L5
.long .L6
.long .L7
.text
.L3:
movl $0, -12(%ebp)
jmp .L11
.L4:
movl $1, -12(%ebp)
jmp .L11
.L5:
movl $2, -12(%ebp)
jmp .L11
.L6:
movl $3, -12(%ebp)
jmp .L11
.L7:
movl $4, -12(%ebp)
jmp .L11
.L2:
movl $10, -12(%ebp)
.L11:
addl $20, %esp
popl %ecx
popl %ebp
leal -4(%ecx), %esp
ret
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 4.3.3-5ubuntu4) 4.3.3"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits

由此看来,switch有点以空间换时间的意思,而事实上也的确如此。
1.当分支较多时,当时用switch的效率是很高的。因为switch是随机访问的,就是确定了选择值之后直接跳转到那个特定的分支,
但是if。。else是遍历所以得可能值,知道找到符合条件的分支。如此看来,switch的效率确实比ifelse要高的多。
2.由上面的汇编代码可知道,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。
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。
所以,switch只能是在常量选择分支时比ifelse效率高,但是ifelse能应用于更多的场合,ifelse比较灵活。


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查的,这个说的很好了。if 语句适用范围比较广,只要是 boolean 表达式都可以用 if 判断;而 switch 只能对基本类型进行数值比较。两者的可比性就仅限在两个基本类型比较的范围内。
说到基本类型的数值比较,那当然要有两个数。然后重点来了——
if 语句每一句都是独立的,看下面的语句:
if (a == 1) ...
else if (a == 2) ...
这样 a 要被读入寄存器两次,1 和 2 分别被读入寄存器一次。于是你是否发现其实 a 读两次是有点多余的,在你全部比较完之前只需要一次读入寄存器就行了,其余都是额外开销。但是 if 语句必须每次都把里面的两个数从内存拿出来读到寄存器,它不知道你其实比较的是同一个 a。
于是 switch case 就出来了,把上面的改成 switch case 版本:
switch (a) {
        case 0:
                break;
        case 1:
}
因为特定的规则,他一开始就知道你要比 a,于是 a 一次性读取,相比 if 节约了很多开销。
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