Switch 语句的工作原理

Question

switch 语句如何立即放到内存中的正确位置？使用嵌套的 if 语句，它必须与每个语句进行比较，但使用 switch 语句，它直接转到正确的情况。这是如何实现的？

Answer 1

有许多不同的方法可以将switch 语句编译成机器码。以下是一些：

• 编译器可以生成一系列测试，这并不是低效的，因为只有大约 log₂(N) 个测试足以在N 种可能的情况。

• 编译器可以生成一个值和跳转地址的表，然后被通用查找代码（线性或二分法，类似于bsearch()）使用并最终跳转到相应的位置。

• 如果 case 值足够密集，编译器可以生成一个跳转地址表和代码，检查开关值是否在包含所有 case 值的范围内，并直接跳转到相应的地址。这可能是最接近您描述的实现：但使用 switch 语句，它会直接转到正确的情况。

根据目标 CPU 的具体能力、编译器设置以及 case 值的数量和分布，编译器可能会使用上述方法中的一种或另一种，或者它们的组合，甚至是其他一些方法。

编译器设计人员花费大量精力来尝试改进这些选择的启发式方法。查看汇编输出或使用Godbolt's Compiler Explorer 等在线工具查看各种代码生成可能性。