C++ switch 语句求值答案

【问题标题】：C++ switch statement evaluationC++ switch 语句求值
【发布时间】：2016-10-27 03:36:59
【问题描述】：

假设我们有以下代码：

switch (currentChar) {
    case 'G':
    case 'T':                   
    case 'M':
    case ';':                       
    case '\r':                      
    case '\n':  
        doSomething();      
        break;
}

如果满足第一个条件（currentChar == 'G'）是否还比较以下情况，或者程序直接跳转到doSomething()？

什么会更快执行：switch-case 或带有|| 运算符的 if？

说明： 如果满足任何条件，我希望执行doSomething。我也知道 99% 的情况都会出现“G”情况。如果我把它放在列表的顶部，我可以假设它会作为第一个进行比较吗？

【问题讨论】：

以下语句也会被评估，直到它们遇到 break; 语句或脱离 switch 语句。
不清楚你在问什么。 case 是常量表达式，是否对这些常量表达式求值并没有什么区别。您是否在询问 currentChar 是否与这些案例值进行比较？你是在问doSomething() 是否被评估？还是你在问别的？
您可以测试每种方式并找出自己。一般来说，哪种方式更快问题过于宽泛，因为它们可能取决于许多不同的因素。
@hvd 我在问currentChar 是否与这些案例值进行比较。
@mactro 好的。所以你知道doSomething() 将被调用，并且你想知道，当currentChar == 'G'、currentChar == 'T'、currentChar == 'M'、currentChar == ';' 等被毫无意义地评估只是为了忽略它们的结果。那正确吗？在这种情况下，你得到的第一个答案（@πάνταῥεῖ's）可能涵盖了它。

标签： c++ if-statement switch-statement conditional

【解决方案1】：

如果满足第一个条件（currentChar == 'G'），是否还会评估以下情况，或者程序直接跳转到 doSomething()？

在您的示例中，它将直接跳转到doSomething()。如果您不想出现这种行为，则需要插入break 语句，如下面的一种情况所示：

switch (currentChar) {
    case 'G': /*things to be done */ break /* This break will take it out of switch*/;
    case 'T':                   
    case 'M':
    case ';':                       
    case '\r':                      
    case '\n':  
        doSomething();      
        break;
}

另外，请注意，在您的示例中，break 不是必需的，因为它是您的 switch 语句的最后一个语句。请参阅this 链接以获取 switch 语句的工作示例。

什么会更快执行：switch-case，或者带有||的if运营商？

假设您使用的是不错的编译器，差异很小，因此可以忽略。请参考this所以链接，以防您需要了解更多细节。

为澄清而编辑：

如果满足任何条件，我希望doSomething() 被执行。

是的，根据您的代码，即使只满足其中一个条件，doSomething() 也会被执行。

我也知道 99% 的情况都会出现“G”情况。如果我把它放在列表的顶部，我可以假设它会作为第一个进行比较吗？

不会检查剩余的案例。

【讨论】：

需要中断，但不是为了正确编译。
@Slava 抱歉，你能说得更具体点吗？
最好将break 放在最后一个语句中，一方面编译器会忽略这一点，另一方面 - 当您在最后一个标签之后添加另一个标签时，您不会感到意外。 IE没有break太容易出bug了。

【解决方案2】：

关于特定代码风格的性能结果的问题几乎总是浪费时间。

以下是 gcc5.3 在优化通过后如何处理此代码：

test(char):
        cmpb    $59, %dil
        je      .L3      
        jle     .L6       
        cmpb    $77, %dil
        je      .L3
        cmpb    $84, %dil
        je      .L3
        cmpb    $71, %dil
        je      .L3
.L1:
        rep ret
.L6:
        cmpb    $10, %dil
        je      .L3
        cmpb    $13, %dil
        jne     .L1
.L3:
        jmp     doSomething()

如果不创建一个 256 条目的跳转表，我真的认为你不能写得更快，这会在缓存局部性和耗尽方面产生其自身的后果。

【讨论】：

【解决方案3】：

不保证在 switch case 中检查的顺序。如果表达式没有副作用，也无法保证 || 的执行顺序。
基本上，如果唯一的区别是时间，c++ 根据 as-if 规则不保证任何东西的顺序。

【讨论】：

a || b 是短路的，如果a 评估为真，则保证不会评估b（当然，除非你超载它）。 5.15 [expr.log.or]
@user975989：正如我所说，如果 a 和 b 没有副作用，as-if 规则允许编译器以产生相同结果的任何方式实现运算符

【解决方案4】：

一旦currentChar与'G'比较，指令跳转到指令doSomething()。您不能依赖您的案例顺序来“优化”switch。

请注意，比较不一定是顺序的。
switch 可以实现为例如跳转表：

void foo_switch(char c)
{
    switch (c) {
        case '0': bar0(); break;        
        case '1': bar1(); break;        
        case '2': bar2(); break;        
        case '3': bar3(); break;        
    };
}

void foo_if(char c)
{
    if (c == '0') {
        bar0();
    } else if (c == '1') {
        bar1();
    } else if (c == '2') {
        bar2();
    } else if (c == '3') {
        bar3();
    }
}

void foo_table(char c)
{
    if ('0' <= c && c <= '3') {
        using voidFPtr = void(*)();
        voidFPtr funcs[] = {&bar0, &bar1, &bar2, &bar3};
        funcs[c - '0']();
    }
}

【讨论】：

您好，“_comparison 不需要顺序。_”是什么意思，您能否提供一个跳转表的基本设计？

【解决方案5】：

switch (currentChar) {
    case 'G':
    case 'T':                   
    case 'M':
    case ';':                       
    case '\r':                      
    case '\n':  
        doSomething();      
        break;
}

如果currentChar 是G、T、M、;、\r 或\n，这将调用doSomething()。使用switch 比使用简单的if 更快，因为switch 语句通常被优化为跳转表。这就是为什么开关必须在一个恒定的整数值上运行。

【讨论】：

【解决方案6】：

什么会更快执行：switch-case，或者带有||的if运营商？

您应该担心代码的可读性和可支持性，因此请使用对您而言更具可读性的内容。然后，如果您对程序速度有疑问，请进行优化。

为了可读性 - 当然这是主观的，但是使用 switch 可以减少冗长的代码，因为您不必多次重复变量名称：

if( currentChar == 'G' || currentChar == 'B' || currentChar == 'C' )

所以我宁愿在这种情况下切换。

【讨论】：

【解决方案7】：

如果满足第一个条件（currentChar == 'G'），则如下还评估了案例，还是程序直接跳转到 doSomething()？

直到找到break 或到达终点。

【讨论】：

【解决方案8】：

什么会更快执行：switch-case，或者带有||的if运营商？

去switch()。如果你有一个枚举或整数的小值集，switch() 通常会创建一个跳转表。

【讨论】：

【解决方案9】：

如果满足第一个条件(currentChar == 'G')，是否还会评估以下情况，或者程序直接跳转到doSomething()？

会立即跳转执行doSomething()

什么会更快执行：switch-case 或带有|| 运算符的 if？

我不认为它与任何体面的现代 c++ 编译器有任何区别，并且发出的代码应该几乎相同。

【讨论】：

检查我给出的答案。我写了一个程序，使用 if 语句更快。