ifとスイッチ速度

コンパイラの最適化により、switchステートメントは通常、同等のif-else-ifステートメントよりも高速です（この記事で説明されているように）。

この最適化は実際にはどのように機能しますか？誰か良い説明はありますか？

コンパイラは、必要に応じてジャンプテーブルを作成できます。たとえば、リフレクターを使用して生成されたコードを確認すると、文字列の巨大なスイッチの場合、コンパイラーはハッシュテーブルを使用してこれらをディスパッチするコードを実際に生成します。ハッシュテーブルは文字列をキーとして使用し、caseコードへのデリゲートを値として使用します。

これは多くの連鎖ifテストよりも漸近的に優れた実行時間を持ち、実際には比較的少ない文字列でも高速です。

これは通常if..else if ..、人が簡単にスイッチステートメントに変換できるシーケンスに遭遇する現代のコンパイラと同様に、少し簡略化されています。コンパイラも同様です。ただし、さらに面白くするために、コンパイラは構文に制限されないため、範囲や単一のターゲットなどが混在する「スイッチ」のようなステートメントを内部で生成できます。また、スイッチとifの両方でこれを実行できます（実行します）。 .elseステートメント。

Anyhoo、Konradの答えの拡張は、コンパイラがジャンプテーブルを生成する可能性があることですが、これは必ずしも保証されていません（望ましくありません）。さまざまな理由で、ジャンプテーブルは最新のプロセッサの分岐予測子に悪いことをし、テーブル自体はキャッシュの動作に悪いことをします。

switch(a) { case 0: ...; break; case 1: ...; break; }

コンパイラが実際にこのためのジャンプテーブルを生成した場合、if..else if..ジャンプテーブルが分岐予測を無効にするため、代替スタイルコードよりも遅くなる可能性があります。

不一致の統計は適切でない場合があります。

実際にソースをダウンロードすると、ifとswitchの両方のケースで、一致しない値は21であることがわかります。コンパイラーは、どのステートメントを常に実行する必要があるかを認識して抽象化し、CPUが適切に分岐予測できる必要があります。

私の意見では、より興味深いケースは、すべてのケースがうまくいくとは限らない場合ですが、それは実験の範囲ではなかったかもしれません。

通常、switch / caseステートメントは1レベルの深さで高速になりますが、2つ以上になると、入れ子になったif / elseステートメントの2〜3倍の時間がかかります。

この記事では、速度の比較を行って、そのようなステートメントがネストされている場合の速度の違いを強調しています。

たとえば、彼らのテストによると、次のようなサンプルコード：

if (x % 3 == 0)
            if (y % 3 == 0)
                total += 3;
            else if (y % 3 == 1)
                total += 2;
            else if (y % 3 == 2)
                total += 1;
            else
                total += 0;
        else if (x % 3 == 1)
            if (y % 3 == 0)
                total += 3;
            else if (y % 3 == 1)
                total += 2;
            else if (y % 3 == 2)
                total += 1;
            else
                total += 0;
        else if (x % 3 == 2)
            if (y % 3 == 0)
                total += 3;
            else if (y % 3 == 1)
                total += 2;
            else if (y % 3 == 2)
                total += 1;
            else
                total += 0;
        else
            if (y % 3 == 0)
                total += 3;
            else if (y % 3 == 1)
                total += 2;
            else if (y % 3 == 2)
                total += 1;
            else
                total += 0;

同等のswitch / caseステートメントの実行にかかる時間の半分で終了しました。

switch (x % 3)
    {
        case 0:
            switch (y % 3)
            {
                case 0: total += 3;
                    break;
                case 1: total += 2;
                    break;
                case 2: total += 1;
                    break;
                default: total += 0;
                    break;
            }
            break;
        case 1:
            switch (y % 3)
            {
                case 0: total += 3;
                    break;
                case 1: total += 2;
                    break;
                case 2: total += 1;
                    break;
                default: total += 0;
                    break;
            }
            break;
    case 2:
            switch (y % 3)
            {
                case 0: total += 3;
                    break;
                case 1: total += 2;
                    break;
                case 2: total += 1;
                    break;
                default: total += 0;
                    break;
            }
            break;
    default:
        switch (y % 3)
        {
            case 0: total += 3;
                break;
            case 1: total += 2;
                break;
            case 2: total += 1;
                break;
            default: total += 0;
                break;
        }
        break;
    }

ええ、それは初歩的な例ですが、それは要点を示しています。

したがって、結論は、1レベルだけの深さの単純な型にはスイッチ/ケースを使用することですが、より複雑な比較や複数のネストされたレベルには、従来のif / else構成を使用しますか？

if overケースの唯一の利点は、最初のケースの発生頻度の顕著な増加がある場合です。

しきい値がどこにあるかは正確にはわかりませんが、最初の「ほぼ常に」最初のテストに合格しない限り、case構文を使用します。