本文主要是介绍C/C++打假：条件分支语句switch..case效率比if..else高？，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
很久很久以前，有人教导我说条件分支大于4条时，switch..case效率会比if..else高，条件分支为10条时，switch..case效率会比if..else快一倍不止。随着条件分支越多，效率差异越大。今日得闲，我做了个测试来验证这条经验的真假。以下分3个case对比这两种条件选择分支的性能，每个case重复两遍以上确保测试数据稳定。测试所用系统为Ubuntu 22.04.3，编译器为gcc（version 11.4.0)和clang(version 14.0.0)
case 1：13条条件分支
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <random>
#include <vector>using namespace std;int GetRandomNum() {// 基于时间的种子，使得每次运行程序时都能产生不同的随机数序列unsigned seed = std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();std::mt19937 generator(seed); // 使用Mersenne Twister作为随机数生成器// 定义一个均匀分布的整数分布std::uniform_int_distribution<int> distribution(0, 12); // 生成0到12之间的随机数// 生成并打印一个随机数int random_number = distribution(generator);// std::cout << "随机数: " << random_number << std::endl;return random_number;
}void CheckIf(int num) {if (num == 0) {;} else if (num == 1 ) {;} else if (num == 2 ) {;} else if (num == 3 ) {; } else if (num == 4 ) {; } else if (num == 5 ) {; } else if (num == 6 ) {; } else if (num == 7 ) {; } else if (num == 8 ) {; } else if (num == 9 ) {; } else if (num == 10 ) {; } else if (num == 11 ) {; } else {; }
}void CheckSwitch(int num) {switch (num) {case 0: {break;}case 1: {break;}case 2: {break;}case 3: {break;}case 4: {break;}case 5: {break;}case 6: {break;}case 7: {break;}case 8: {break;}case 9: {break;}case 10: {break;}case 11: {break;}default: {break;}}
}int main() {int loop_count = 10000000;int index = 0;vector<int> nums;std::cout << "Start test. loop_count:" << loop_count << std::endl;// 生成1000万个随机数比较耗时，在我电脑上大概要50秒while (index < loop_count) {nums.push_back(GetRandomNum());++index;}std::cout << "nums is ready." << std::endl;index = 0;// 获取开始时间点auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();while (index < loop_count) {CheckSwitch(nums[index]);++index;}// 获取结束时间点auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();// 计算时间差auto duration_switch = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);index = 0;// 获取开始时间点start = std::chrono::high_resolution_clock::now();while (index < loop_count) {CheckIf(nums[index]);++index;}// 获取结束时间点end = std::chrono::high_resolution_clock::now();// 计算时间差auto duration_if = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);// 输出结果std::cout << "执行switch时间: " << duration_switch.count() << " 毫秒" << std::endl;std::cout << "执行if时间: " << duration_if.count() << " 毫秒" << std::endl;return 0;
}gcc编译运行输出如下，if耗时是switch的53%
执行switch时间: 26 毫秒
执行if时间: 14 毫秒clang编译运行输出如下，switch耗时是if的72%
执行switch时间: 127 毫秒
执行if时间: 176 毫秒case 2：5条条件分支
void CheckIf(int num) {if (num == 0) {;} else if (num == 1 ) {;} else if (num == 2 ) {;} else if (num == 3 ) {; // } else if (num == 4 ) {// ; // } else if (num == 5 ) {// ; // } else if (num == 6 ) {// ; // } else if (num == 7 ) {// ; // } else if (num == 8 ) {// ; // } else if (num == 9 ) {// ; // } else if (num == 10 ) {// ; // } else if (num == 11 ) {// ; } else {; }
}void CheckSwitch(int num) {switch (num) {case 0: {break;}case 1: {break;}case 2: {break;}case 3: {break;}// case 4: {// break;// }// case 5: {// break;// }// case 6: {// break;// }// case 7: {// break;// }// case 8: {// break;// }// case 9: {// break;// }// case 10: {// break;// }// case 11: {// break;// }default: {break;}}
}gcc编译运行输出如下，if耗时是switch的30%
执行switch时间: 50 毫秒
执行if时间: 15 毫秒clang编译运行输出如下，switch耗时是if的93%
执行switch时间: 55 毫秒
执行if时间: 59 毫秒case 3：3条条件分支
void CheckIf(int num) {if (num == 0) {;} else if (num == 1 ) {;// } else if (num == 2 ) {// ;// } else if (num == 3 ) {// ; // } else if (num == 4 ) {// ; // } else if (num == 5 ) {// ; // } else if (num == 6 ) {// ; // } else if (num == 7 ) {// ; // } else if (num == 8 ) {// ; // } else if (num == 9 ) {// ; // } else if (num == 10 ) {// ; // } else if (num == 11 ) {// ; } else {; }
}void CheckSwitch(int num) {switch (num) {case 0: {break;}case 1: {break;}// case 2: {// break;// }// case 3: {// break;// }// case 4: {// break;// }// case 5: {// break;// }// case 6: {// break;// }// case 7: {// break;// }// case 8: {// break;// }// case 9: {// break;// }// case 10: {// break;// }// case 11: {// break;// }default: {break;}}
}gcc编译运行输出如下，if耗时是switch的53%
执行switch时间: 28 毫秒
执行if时间: 15 毫秒clang编译运行输出如下，switch耗时是if的96%
执行switch时间: 30 毫秒
执行if时间: 31 毫秒根据上面3个case的测试结果，可得出如下结论：
1. 在gcc上if语句执行效率不受分支条件多少的影响
2. 在gcc上if语句执行效率明显好于switch语句
3. gcc的分支语句执行效率明显好于clang
4. clang上if语句执行效率差于switch语句，且随着条件分支越多，效率差异越大
5. 分支语句执行很快，只包含分支语句的函数调用耗时为10的负9次方秒。
总结：因为分支语句执行很快，大多数情况下我们跟随自己的内心，自由选择即可。如果你用的gcc，且需考虑条件语句执行效率的话闭眼选if语句。如果你用的clang，且需考虑条件语句执行效率时，条件分支条数小于6时可自由选择，条件分支条数大于6时，选switch语句；万一的情况下，条件分支语句执行效率成为了软件性能的一个较大阻塞点，可以考虑舍弃clang选gcc。
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