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  • switch与ifelse的效率问题

    转载:http://blog.csdn.net/kehui123/article/details/5298337

    switch与if..else 的执行的效率问题
    今天读一前辈的程序,发现其在串口中断里面为了分析协议的报文类型,在中断函数里面使用if..else语句。因为报文类型在现在看来只有两种,以后有可能还会增加,不确定。
    本人以为这样用有些不妥,为什么不用switch语句呢?猜想是不是因为效率方面的考虑呢,毕竟我们应该尽量是中断的处理代码更加简洁,时间效率更高才好。
    所以本人就查找相关资料,资料显示switch语句反而比ifelse的执行效率要高。
    下面来详细描述switch与ifelse的区别。
    switch...case与if...else的根本区别在于,switch...case会生成一个跳转表来指示实际的case分支的地址,而这个跳转表的索引号与switch变量的值是相等的。从而,switch...case不用像if...else那样遍历条件分支直到命中条件,而只需访问对应索引号的表项从而到达定位分支的目的。
    具体地说,switch...case会生成一份大小(表项数)为最大case常量+1的跳表,程序首先判断switch变量是否大于最大case 常量,若大于,则跳到default分支处理;否则取得索引号为switch变量大小的跳表项的地址(即跳表的起始地址+表项大小*索引号),程序接着跳到此地址执行,到此完成了分支的跳转。
    //

    int main()
    {
    unsigned int i,j;
    i=3;
    switch (i)
    {
      case 0:
      j=0;
      break;
      case 1:
      j=1;
      break;
      case 2:
      j=2;
      break;
      case 3:
      j=3;
      break;
      case 4:
      j=4;
      break;
      default:
      j=10;
      break;
    }

    }

    用gcc编译器,生成汇编代码(不开编译器优化)
    .file "shiyan.c"
    .text
    .globl main
    .type main, @function
    main:
    leal 4(%esp), %ecx
    andl $-16, %esp
    pushl -4(%ecx)
    pushl %ebp
    movl %esp, %ebp
    pushl %ecx
    subl $20, %esp
    movl $3, -8(%ebp)
    cmpl $4, -8(%ebp)
    ja .L2
    movl -8(%ebp), %eax
    sall $2, %eax
    movl .L8(%eax), %eax
    jmp *%eax
    .section .rodata
    .align 4
    .align 4
    .L8:
    .long .L3
    .long .L4
    .long .L5
    .long .L6
    .long .L7
    .text
    .L3:
    movl $0, -12(%ebp)
    jmp .L11
    .L4:
    movl $1, -12(%ebp)
    jmp .L11
    .L5:
    movl $2, -12(%ebp)
    jmp .L11
    .L6:
    movl $3, -12(%ebp)
    jmp .L11
    .L7:
    movl $4, -12(%ebp)
    jmp .L11
    .L2:
    movl $10, -12(%ebp)
    .L11:
    addl $20, %esp
    popl %ecx
    popl %ebp
    leal -4(%ecx), %esp
    ret
    .size main, .-main
    .ident "GCC: (Ubuntu 4.3.3-5ubuntu4) 4.3.3"
    .section .note.GNU-stack,"",@progbits

    由此看来,switch有点以空间换时间的意思,而事实上也的确如此。
    1.当分支较多时,当时用switch的效率是很高的。因为switch是随机访问的,就是确定了选择值之后直接跳转到那个特定的分支,但是if。。else是遍历所以得可能值,知道找到符合条件的分支。如此看来,switch的效率确实比ifelse要高的多。
    2.由上面的汇编代码可知道,switch...case占用较多的代码空间,因为它要生成跳表,特别是当case常量分布范围很大但实际有效值又比较少的情况,switch...case的空间利用率将变得很低。
    3.switch...case只能处理case为常量的情况,对非常量的情况是无能为力的。例如 if (a > 1 && a < 100),是无法使用switch...case来处理的。所以,switch只能是在常量选择分支时比ifelse效率高,但是ifelse能应用于更多的场合,ifelse比较灵活。

    由此看来,上面前辈的中断处理程序中用switch是比较合适的,即节省了时间,而且对于以后程序的扩展也是很方便。因为报文类型这个值基本上都是用整形常量来表示的。

     

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    下面的评论也很有货:

    switch也并不总是那么好,因为每次计算会有一个二次查表过程。
    具体需要看应用场景,举个例子:对于网络层的协议分析,%99可能都是IP协议,因此基本上会在第一个if时就命中,只有一次计算。
    更多的优化措施还有likely/unlikely。
    总结来说:对于分支较多或分布相对均匀的情况,使用switch可以提高效率;对于分支较少或分布不均匀的情况,使用if...if else更好。

     

    switch只能作用于那些同一类型的数值化选择,使用范围很窄;事实上if语句用的更多。
    究其原因就是很多连续判断的种类不一样,也无法数值化,故而根本不能用switch。
    就比如写一个键盘按钮与鼠标都可以对屏幕进行移动的操作,LZ可以写出switch的判断吗??当然,你可以先if下到底是键盘事件还是鼠标事件再来用switch。

     

     

    自己总结:

    如果在要比较的情况单一的情况下(并且匹配较分散的情况,排除5楼)可以使用switch

    如果在要比较的情况比较多(如两个符合语句,或者5楼)则使用if    if…else 结构

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