C ++：Switch语句与查找表的性能

Question

我试着比较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;
}

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

• Switch语句：6.764077822秒
• 查找表：6.665140483秒

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

Answer 1

如果使用优化进行编译，则代码没有开关，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() 。 任何最低限度合理的编译器实际上都会检测到n = 3永远不会改变并优化出来。 也许你可以添加一个n = rand() % 4; 就在循环内部。

另一方面，如果你没有进行优化编译，那么采取时间是没有意义的。

回到你的问题，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将没有问题，总是如此。

Answer 2

您的基准测试完全不足以衡量switch /查找表性能：几乎所有时间都花在printf()调用上。 如果switch /查找表差异有任何影响，由于总运行时间较长，测量噪声会使其相形见绌。

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供参考：我希望在热，紧的循环中查找表只有大约十个时钟周期。 在2 GHz CPU上，对于所有10000000次迭代，这只是0.05秒（粗略估计，很容易错误两倍，但这不会影响整体评估）。 这是订单总运行时间的1％！