Wie funktioniert switch kompilieren in Visual C++ und wie optimiert und schnell ist es?

Als ich fand heraus, dass ich kann verwenden Sie nur numerische Werte in C++'s switch Aussagen, dachte ich, dass es dann sein muss, einen tieferen Unterschied zwischen ihm und einer Reihe von if-else's.

Daher habe ich mich gefragt:

  • (Wie) funktioniert switch unterscheiden sich von if-elseif-elseif in Bezug auf die Laufzeit, Geschwindigkeit, Kompilierung, Optimierung und Allgemeine Zusammenstellung? Ich bin hauptsächlich sprechen von MSVC hier.
InformationsquelleAutor ekul | 2010-04-07
  1. 37

    Einen Schalter wird Häufig zusammengestellt, um eine Sprung-Tabelle (ein Vergleich, um herauszufinden, welcher code ausgeführt wird), oder wenn das nicht möglich ist, kann der compiler noch die Reihenfolge der Vergleiche, so führen Sie eine binäre Suche unter der Werte (log N Vergleiche). Eine if-else-Kette ist eine lineare Suche (obwohl, ich nehme an, wenn alle relevanten Werte sind compile-Zeit-integral der Konstanten, die der compiler im Prinzip könnte führen ähnliche Optimierungen).

    • +1 für die gute Antwort. Ich werde auch diese Gelegenheit nutzen, zu missachten, if-then-elseif-Kette. Mehr als einen 'else if' ist ein marker für DDD (Design-Defizit-Störung).
    • Hier ist ein real world C++ - switch-Umsetzung für VisualC++.
    • Es wäre schön, wenn wir das optimiert nicht, wenn Sie könnten.
    • Wenn die Fälle/sortiert werden können, ist ein Sprung-Tabelle nicht genauso gut wie eine binäre Suche?
    • Jump table) ist schneller: Eine lookup-vs log n Vergleiche. Allerdings müssen Sie auf den Speicher zugreifen, das könnte machen es langsamer läuft die Zeit
    InformationsquelleAutor UncleBens
  2. 7

    Switch-Anweisungen sind oft eine gemeinsame Quelle der compiler-Optimierung. Das ist, wie Sie behandelt werden, hängt von der Optimierung der Einstellungen, die Sie verwenden auf Ihrem compiler.

    Den grundlegenden " (un-optimiert) Art und Weise der Zusammenstellung einer switch-Anweisung zu behandeln, als eine Kette von if ... else if ... Aussagen. Der gemeinsame Weg, der Compiler optimieren, einen Schalter zu konvertieren, um ein Sprung-Tabelle das kann so Aussehen:

    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:

    Ein Grund, warum diese Methode schneller ist, da der code innerhalb der Bedingungen ist kleiner (so dass es ein kleiner instruction cache Strafe, wenn die Bedingung falsch vorhergesagt). Auch die "fall-through" - Fall wird immer trivial zu implementieren (der compiler Blätter von den goto end - Anweisung).

    Compiler weiter zu optimieren, ist der Sprung-Tabelle durch das anlegen eines array von Zeigern (auf die markierten Orte, die von den Etiketten) und benutzen den Wert, den Sie einschalten als index in dieses array. Dies würde beseitigen fast alle Bedingungen aus dem code (außer für was auch immer nötig war, um zu überprüfen, ob der Wert, den Sie einschalten mit einem Ihrer Fälle oder nicht).

    Ein Wort der Warnung: geschachtelte jump-Tabellen sind schwierig zu generieren, und einige Compiler sich weigern, sogar versuchen, eines zu erstellen. Aus diesem Grund, vermeiden Schachtelung eine switch in einem anderen switch wenn maximal-optimierten code für Sie wichtig ist (ich bin mir nicht 100% sicher, wie MSVC insbesondere behandelt verschachtelte switches, aber die compiler-Handbuch sollte Ihnen sagen,).

    • Ein Hinweis: ich habe versäumt zu erwähnen, irgendwelche konkreten zahlen in Bezug auf die switch-Leistung relativ zu einer if-else-Baum, weil die Vorteile der Optimierung sind stark abhängig von der code. Die einzige wirkliche Möglichkeit zu sagen, wie viel Verbesserung, die Sie immer von Optimierungen ist, den code zu schreiben in beide Richtungen und Messen, wie lange es dauert, bis jeden.
    • Der angegebene code ist nicht eine jump-Tabelle. Es stellt keine Tabelle überhaupt für diese Angelegenheit. Der link zu Wikipedia setzt jedoch eine korrekte Beispiele.
    InformationsquelleAutor bta
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