if-else 和 switch-case 哪个效率更高?

大家平时编码过程中肯定会有些疑问,if-else 和 switch-case 都可用于条件判断,那这两种方式谁效率更高?

这里从‍汇编角度‍和大家一起分析一下。

(PS:我查看汇编代码使用的是 https://godbolt.org/ 这个网站,这个网站相当好用,里面集成了几十种编译器。)

switch-case

首先看下 switch-case,即下面这张图,左半部分是 C 代码,右半部分是对应的汇编代码,编译选项是 O3,即我们在实际项目中经常使用的优化选项。

从图中可以看到,switch-case 生成的汇编代码是使用的表结构,根据 case 里的 1、2、3、4 来拿到表结构的偏移量,进而拿到对应的值。这种使用表结构的 switch-case 效率很高。

接下来我们思考一个问题,上面 switch-case 使用表结构可能是因为 case 里的常量数字比较小,且连续,那如果是不连续的呢,假如有 1、2、3、456、987,那还使用表结构岂不是非常浪费内存?

再看下面这张图,我改动了 case 的条件,改成了几个随机数:

此时对应的汇编代码,完完全全变成了逐分支判断,效率肯定比表结构方式更低。

if-else

继续探究 if-else 的效率问题。

首先看下条件是顺序数字的情况,即 1、2、3、4,如图:

可以看见,对应的汇编代码是逐分支判断。

再看条件是非连续随机数字的情况,如下图:

对应的汇编代码依旧是逐分支判断。

由此可知,if-else 可不管条件里面的数字是否连续,它就是不停地分支判断,没有任何优化。

总结

通过这四张图,大家应该已经对此问题有结论了吧?我总结一下:

  • 只有在 case 中的条件是连续数字或相隔不大时,编译器会使用表结构做优化,性能优于 if-else。
  • 其他情况下,switch-case 其实就是逐个分支判断,性能与 if-else 无异。
  • switch-case 中的 case 只能是常量,而 if-else 用途更广一些,本文仅讨论分支是常量的情况。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/xEOKkuw6mq9zJndEAr7nSw

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