switch在Visual C中如何编译++它的优化程度和速度如何？

Question

当我发现我只能在 C++ 的 switch 语句中使用数值时，我认为它和一堆 if-else 之间一定存在一些更深层次的区别。 s。

因此我问自己：

• 在运行速度、编译时优化和一般编译方面，switch 与 if-elseif-elseif 有何不同？我这里主要说的是MSVC。

Answer 1

开关通常被编译为跳转表（通过比较来找出要运行的代码），或者如果不可能，编译器仍可能对比较重新排序，以便在值之间执行二分搜索（log N比较）。 if-else 链是线性搜索（尽管我认为，如果所有相关值都是编译时积分常量，则编译器原则上可以执行类似的优化）。

Answer 2

Switch 语句通常是编译器优化的常见来源。也就是说，如何处理它们取决于您在编译器上使用的优化设置。

编译 switch 语句的最基本（未优化）方法是将其视为 if ... else if ... 语句链。编译器优化开关的常见方法是将其转换为 跳转表，它看起来像：

if (condition1) goto label1;
if (condition2) goto label2;
if (condition3) goto label3;
else            goto default;
label1:
  <<<code from first `case statement`>>>
  goto end;
label2:
  <<<code from first `case statement`>>>
  goto end;
label3:
  <<<code from first `case statement`>>>
  goto end;
default:
  <<<code from `default` case>>>
  goto end;
end:

此方法更快的原因之一是条件语句内的代码较小（因此，如果条件预测错误，指令缓存损失较小）。此外，“失败”情况的实现变得更加简单（编译器省略了 goto end 语句）。

编译器可以通过创建指针数组（指向由标签标记的位置）并使用您要切换的值作为该数组的索引来进一步优化跳转表。这将消除代码中几乎所有的条件（除了验证您要切换的值是否与您的情况之一匹配所需的任何条件）。

需要注意的是：嵌套跳转表很难生成，有些编译器甚至拒绝尝试创建一个。因此，如果最大优化代码对您很重要，请避免将 switch 嵌套在另一个 switch 中（我不能 100% 确定 MSVC 特别是如何处理嵌套的 >switches，但编译器手册应该告诉你）。