编译器优化开关的方式是否与长 if-then-else 链不同？

Question

假设我有 N 个在编译时已知的不同整数值，从 V_1 到 V_N。考虑以下结构：

const int x = foo();
switch(x) {
case V_1: { /* commands for V_1 which don't change x */ } break;
case V_2: { /* commands for V_1 which don't change x */ } break;
/* ... */
case V_N: { /* commands for V_1 which don't change x */ } break;
}

对比

const int x = foo();
if      (x == V_1) { /* commands for V_1 which don't change x */ }
else if (x == V_2) { /* commands for V_2 which don't change x */ }
else ...
else if (x == V_N) { /* commands for V_N which don't change x */ }

现代 C++ 编译器是否以不同的方式处理这些？也就是说，他们是否对这些代码结构应用了不同的潜在优化？还是他们将它们“规范化”为相同的，然后决定优化（例如是否形成跳转表）？

注意事项：

• 我所说的现代 C++ 编译器主要指的是最新版本的 GCC、clang 和 MSVC。 ICC 也可能是相关的。
• 请回答关于最大优化级别（-O3 用于 clang 和 GCC）
• ...但是，如果switches 和if-then-else-chains 的处理在某些优化级别相同而在其他优化级别不同，那也很有趣。
• 我猜答案可能取决于 N 的值 - 如果可能，请给出阈值。

Answer 1

具有讽刺意味的是，这正是我几天前为最近的编译器所做的测试。碰巧的是，使用最新的编译器，clang 为switch 和if 生成相同的程序集 - 对于少数情况（低于 5），它会生成一堆直接条件跳转，而对于 5 或​​更多情况，它会生成间接跳表。

另一方面，gcc 对它们的处理方式不同：它将switch 转换为间接表跳转，而一系列if 语句仍然是一系列有条件的直接跳转。

另外值得注意的是，如果switch case里面有“洞”（即没有被case标签覆盖的控制变量的可能值），它仍然可以转换成一系列有条件的直接跳转或间接表跳转，但我无法弄清楚确切的公式。

这是一些播放代码： https://gcc.godbolt.org/z/Lll1Kd