范围的切换语句答案

【问题标题】：Switch statement of ranges范围的切换语句
【发布时间】：2014-02-27 21:41:10
【问题描述】：

有没有办法在 C++ 中编写一个处理范围的 switch 语句。案例0-10做一个，案例20-40做b，案例40-80做c，等等我可以使用一堆 if else if 语句将其写出来，但想知道是否有更有效的方法。

【问题讨论】：

您可以一个接一个地列出多个值，但我不知道有没有办法有一个“范围”。也许使用一些棘手的预处理器 (ab) 可以完成（想想看，P99 有这样的宏......）
我不知道用任何语言实现这一点的方法，更不用说 C++。 switch 语句通常用于匹配精确值，而不是范围。
如果您尝试做这样的事情，switch 语句可能不是正确的构造。一般来说，当你有一组离散的可能性并且你不想用一堆 if 语句弄乱你的代码时，最好使用这些。
帕斯卡有这个。我一直在 C 及其衍生物中错过它。例如，在手写扫描仪时非常有用，并且在编译器中实现起来非常便宜。

【解决方案1】：

实际上，您可以通过在 C 中滥用预处理器来做到这一点（尽管可能不是在 C++ 中，因为 C++ 中的 P99 存在一些错误，我相信只要有足够的毅力就可以克服这些错误）。

看下面的例子，使用P99：

#include "p99.h"

#define P99_SWITCH_RANGE(from, to) P99_FOR(from, P99_MINUS(to, from), P99_SWITCH_RANGE_GLUE_HELPER, P99_SWITCH_RANGE_CASE_LABEL_MAKER_HELPER)
#define P99_SWITCH_RANGE_GLUE_HELPER(from, i, past, cur) past: cur
#define P99_SWITCH_RANGE_CASE_LABEL_MAKER_HELPER(from, x, i) case P99_ADD(from, i)

int main(int argc, const char *argv[]) {
    int x;
    scanf("%i", &x);

    switch (x) {
        P99_SWITCH_RANGE(20, 30):
        {
            puts("between 20 and 30");
        }
        default: {
            puts("not between 20 and 30");
        }
    }
}

请注意，此示例是左包含右排除。我相信您可以修改宏以使其成为您喜欢的任何方式，所以这至少是一个不错的起点。

【讨论】：

【解决方案2】：

我可以用一堆 if else if 语句写出来，但想知道是否有更有效的方法。

没有。没有更有效的方法。更不用说switch 语句真的不应该用于范围。

【讨论】：

一个 switch 语句可能会更快，因为它会生成一个跳转表而不是一个严重的分支。当然，这只适用于内部循环，应该在之前进行分析。
@Jens，嗯。两个比较与一个有 30 个条目的跳转表。你确定吗？
不确定，但是跳转表的大小是否会影响运行时间（只要它适合缓存）？从理论上讲，表中是否有 1 个或 30 个条目进行跳转有什么关系？但随后诸如预取、缓存、推测执行、分支预测之类的事情开始出现，很难说会发生什么。如果真的很重要，就必须用良好的基准数据来衡量。

【解决方案3】：

您可以使用映射键映射到标准功能：

#include <iostream>
#include <map>
#include <functional>

using namespace std;

int main()
{
    std::map<int, std::function<void()>> dispatcher;

    // case (-inf, 10]
    dispatcher[10] = []() {cout << 10;};
    // case (10, 50]
    dispatcher[50] = []() {cout << 50;};
    // case (50, 100]
    dispatcher[100] = []() {cout << 100;};

    (dispatcher.lower_bound(1)->second)();
    (dispatcher.lower_bound(10)->second)();
    (dispatcher.lower_bound(11)->second)();
    (dispatcher.lower_bound(50)->second)();
    (dispatcher.lower_bound(51)->second)();

   return 0;
}

输出 10105050100

【讨论】：

虽然很有趣，但您使用这种方法会失去所有性能优势（因为我不相信任何编译器都可以内联 lambda），所以我真的可以根据 OP 的要求推荐它。

【解决方案4】：

如果您关心效率，可以将范围映射到值，然后切换它们：

int range_to_value(int x) 
{ 
     if (x > 0 && x < 10) return 0; 
     if (x > 20 && x < 40) return 1; 
     // ... 
} 
void switch_range(int x) 
{ 
    switch( range_to_value(x) ) 
    {
    case 0: cout << 0; break;
    case 1: cout << 1; break;
    }
 }

 switch_range(1); // output 0
 switch_range(9); // output 0
 switch_range(22); // output 1

范围映射可能是内联的，但每次都会计算。最有效的将是大型开关，无论您如何编写（手动、生成器、预处理器）都无所谓，因为它最终会变成一个大型跳转表。

【讨论】：

【解决方案5】：

试试这个：

case 0 ... 10:
case 20 ... 40:
case 41 ... 80:

等等。

【讨论】：