C++:Switch 语句与查找表的性能

Question

我尝试比较 switch 语句和查找表的性能，如下所示。

这是使用switch语句的代码

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n = 3;

    for (long i = 0; i < 10000000; ++i) {  
        switch (n) {
        case 0:
            printf("Alpha");
            break;
        case 1:
            printf("Beta");
            break;
        case 2:
            printf("Gamma");
            break;
        case 3:
            printf("Delta");
            break;
        default:
            break;
        }
    }

    return 0;
}

下面是使用查找表的代码:

#include <stdio.h>

static char const * const Greek[4] = {
  "Alpha",
  "Beta",
  "Gamma",
  "Delta"
};

int main()
{
    int n = 3;

    for (long i = 0; i < 10000000; ++i) {  
        if (n >= 0 && n < 4) {
            printf(Greek[n]);
        }
    }

    return 0;
}

我在 ubuntu 14.04 上运行两个程序，gcc 版本 4.8.4，使用 perf 版本 4.4.13 来分析性能。结果:

• 切换语句:6.764077822 秒
• 查找表:6.665140483 秒

我不知道为什么 Switch Statement 比 Lookup tables 运行得慢。据我所知，使用跳转表的 Switch 语句，我认为它应该比我程序中的查找表运行得更快(它有额外的 if 语句)。

Answer 1

如果您使用优化进行编译，则您的代码没有开关，也没有查找表。我只是一个 for 循环，它使用相同的固定字符串多次调用 printf()。事实上，任何最低限度合理的编译器都会检测到 n = 3 从未更改并对其进行优化。也许您可以在循环内添加一个 n = rand() % 4;。

另一方面，如果您没有进行优化编译，那么计时是没有意义的。

关于您的问题，我希望查找表比 switch 语句更快，因为 switch 语句将完全破坏分支预测，而 if 则没有问题，它始终为真。