C/C++零散知识点汇总之switch实现原理&switch和if-else对比

switch...case一般写法：

switch (表达式) {
    case data1 : 语句1 break；
    case data2 : 语句1 break；
    case data3 : 语句1 break；
    case data4 : 语句1 break；
    ...
    default : 语句n break；
}

if...else一般写法：

if (boolean) {
    代码块
} else if (boolean) {
    代码块
} else if (boolean) {
    代码块
} else {
    代码块
}

switch...case实现原理

通俗的说，先把内存中switch里面的case值按照顺序生成一个表，当没有那个值时，它对应的就是default。

具体来讲，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，则调到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。

由此看来，switch是通过以空间换时间的思想实现。

if...else实现原理

if...else是通过遍历查找的方式来进行分支跳转。执行效率很低。

switch...case和if...else对比

1、分支较多时，当使用switch的效率是很高的，因为switch是随机访问的，就是当确定了选择值之后直接跳转到特定的分支，但是if...else是遍历所有的可能值，直到找到符合条件的分支。由此看来switch的效率确实比if...else要高得多。

2、相对来说switch占用的代码空间更多，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的空间使用率较低。

3、switch...case只能处理case为常量的情况，对于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...case只能在常量选择分支时比if...else高效，但是if...else能用于更多的场合，if...else相对更灵活。

4、switch用来根据一个整型值进行多路分支，并且编译器可以对多路分支进行优化。

5、switch只将表达式计算一次，然后将表达式的值与每个case的值进行比较，进而选择执行哪个分支的语句块。

6、if-else的判断条件范围更广，每天语句基本上是独立的，每次判断时都要加载条件一次，所以在多路分支时使用switch比if...else结构要更高效。

7、if...else语句每一句都是独立的，if条件中的左值要被读入寄存器多次，右值分别被读入寄存器一次。当虚拟机读到switch的时候所有的判断数据都加载到了内存中，而if是边判断边加载。