编译器对 case 语句的优化答案

【问题标题】：Compiler optimizations on case statement编译器对 case 语句的优化
【发布时间】：2011-01-02 16:24:50
【问题描述】：

我想拓宽我在编译器编写方面的知识和技能，尤其是优化方面。我想知道对于字符串类型的 case 表达式的 case 语句有哪些优化。例如在 Object Pascal 中：

ReadLn(s);
case s of
  'abc','def': ...;
  'xyz'      : ...;
  otherwise    ...;
end;

在 Free Pascal 中，这被转换为 AnsiCompareText 的后续调用。其他语言实现呢？我知道至少 PHP、Nimrod 和 Octave 都支持这个。

【问题讨论】：

标签： string compiler-optimization case-statement

【解决方案1】：

作为应用程序开发人员，我希望将最有可能执行的案例放在最前面，以限制比较的次数。不幸的是，从编译器的角度来看，直到运行时您才会知道这一点。

如果我正在编写自己的编译器并遇到像上面这样的 case 语句，我可能会尝试对比较进行排序并进行二分查找以确定采用哪条路径。这有望稍微改善最坏的情况。

【讨论】：

我实际上正在考虑将后缀树“集成到”结果代码中。我的意思是说没有构建真正的后缀树，但是指令序列的工作方式就像在后缀树中搜索一样。这种优化是非常优化的（也许更多的是消除死路）并且只花费 O(n)，其中 n 是变量中字符串的长度
@LeleDumbo 这实际上是我的想法，但找不到单词。考虑到您在运行时了解整个数据集，没有理由不能做出非常有效的搜索算法。

【解决方案2】：

在 C 中，char 数组（字符串）没有“大小写”等价物，但在某种程度上可以使用位移宏和切换大小写来完成

#define FIVE_CHARS(c1,c2,c3,c4,c5)  (((((((((c5)<<7)|(c4))<<6)|(c3))<<6)|(c2))<<6)|(c1))

while (argc-->0){
  switch ( FIVE_CHARS(argv[argc][0],argv[argc][1],argv[argc][2],argv[argc][3],argv[argc][4]) ){
     case FIVE_CHARS('-','h','e','l','p')  :
     case FIVE_CHARS('-','-','h','e','l')   :
     case FIVE_CHARS('-','h','\0','\0','\0')   :
     case FIVE_CHARS('-','?','\0','\0','\0')   :
       usage();
     break;
     case FIVE_CHARS('-','a','r','g','1')   :
       setflag1();
     break;
     default:
       assert("Argument not supported");
  }
}

编译器可能会将其编译为具有少量比较的一系列 if 或具有大量比较的跳转表。这可以显着提高代码大小和速度，因为大多数位移（在 case 语句中的位移）是在编译时而不是运行时完成的，其余位移操作（开关中的位移）相对便宜且一次比较只需要一次（基本上否定了将最常见的路径放在首位的任何需要）......对于匹配五个字符的情况，您可以为不常见的字符/字符添加额外的 switch case，或者只使用 strcmp() 。 .. 不过，在少数情况下只需要 strcmp，而不是 if strcmp() {} else if strcmp() {} else ...

【讨论】：