switch 语句比 for 循环快吗？答案

【问题标题】：Is a switch statement faster than a for loop?switch 语句比 for 循环快吗？
【发布时间】：2015-10-30 22:50:41
【问题描述】：

我正在查看 Lourakis & Argyros 的稀疏束调整库 (sba) 的源代码。更准确地说，我正在查看以下函数nrmL2xmy，它计算两个向量的平方 L2 差。以下代码是从文件sba_levmar.c 中复制的，从146 行开始：

/* Compute e=x-y for two n-vectors x and y and return the squared L2 norm of e.
 * e can coincide with either x or y. 
 * Uses loop unrolling and blocking to reduce bookkeeping overhead & pipeline
 * stalls and increase instruction-level parallelism; see http://www.abarnett.demon.co.uk/tutorial.html
 */
static double nrmL2xmy(double *const e, const double *const x, const double *const y, const int n)
{
const int blocksize=8, bpwr=3; /* 8=2^3 */
register int i;
int j1, j2, j3, j4, j5, j6, j7;
int blockn;
register double sum0=0.0, sum1=0.0, sum2=0.0, sum3=0.0;

  /* n may not be divisible by blocksize, 
   * go as near as we can first, then tidy up.
   */
  blockn = (n>>bpwr)<<bpwr; /* (n / blocksize) * blocksize; */

  /* unroll the loop in blocks of `blocksize'; looping downwards gains some more speed */
  for(i=blockn-1; i>0; i-=blocksize){
            e[i ]=x[i ]-y[i ]; sum0+=e[i ]*e[i ];
    j1=i-1; e[j1]=x[j1]-y[j1]; sum1+=e[j1]*e[j1];
    j2=i-2; e[j2]=x[j2]-y[j2]; sum2+=e[j2]*e[j2];
    j3=i-3; e[j3]=x[j3]-y[j3]; sum3+=e[j3]*e[j3];
    j4=i-4; e[j4]=x[j4]-y[j4]; sum0+=e[j4]*e[j4];
    j5=i-5; e[j5]=x[j5]-y[j5]; sum1+=e[j5]*e[j5];
    j6=i-6; e[j6]=x[j6]-y[j6]; sum2+=e[j6]*e[j6];
    j7=i-7; e[j7]=x[j7]-y[j7]; sum3+=e[j7]*e[j7];
  }

  /*
   * There may be some left to do.
   * This could be done as a simple for() loop, 
   * but a switch is faster (and more interesting) 
   */

  i=blockn;
  if(i<n){ 
  /* Jump into the case at the place that will allow
   * us to finish off the appropriate number of items. 
   */
    switch(n - i){ 
      case 7 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 6 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 5 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 4 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 3 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 2 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
      case 1 : e[i]=x[i]-y[i]; sum0+=e[i]*e[i]; ++i;
    }
  }

  return sum0+sum1+sum2+sum3;
}

在代码中间（大致），作者声明如下：

 /*
   * There may be some left to do.
   * This could be done as a simple for() loop, 
   * but a switch is faster (and more interesting) 
   */

我不明白为什么 switch 比简单的 for 循环更快。

所以我的问题是：这句话是真的吗？如果是，为什么？

【问题讨论】：

我没有明白你的意思。 for 是一个循环，switch 充其量只是一个决定。如何比较它们？
你在比较苹果和橘子。
查看这些案例，您会发现它们并非以break 结尾，因此会失败。简直就是loop unrolling的一种。
这句话是真的吗？只有一种方法可以找出...
顺便说一下，IMO 虽然这可能更优化（特别是如果经常调用该函数），但它可能是过早优化的情况（编译器可能能够展开），也是一种方法程序员为了炫耀一些聪明才智，并且作为编程中的大多数优化和聪明，它混淆了代码，使其更难理解和维护。

标签： c performance for-loop optimization switch-statement

【解决方案1】：

在这种情况下，switch 会更快，因为循环会多次检查结束条件，而 switch 只会检查一次。这称为loop unrolling，优化编译器在很大程度上是自己完成的。

【讨论】：

【解决方案2】：

有问题的 switch 案例在所有案例中都使用了贯穿，所以它基本上是一个展开的for 循环。这很可能会（稍微）快一些，因为没有执行比较操作。

鉴于少数情况，任何性能差异都可以忽略不计，因此从代码可读性的角度来看，for 循环会更好。

【讨论】：

【解决方案3】：

示例：只有值匹配时才能生成输出。 18岁或60岁时。没有基于大于或小于的数据的commarison。根据相等性比较数据。

For 循环：检查数据的值是否小于或大于。（范围内）。例如：可以告诉天气输入年龄大于 18 岁小于 60 岁。

Switch Case：检查预先指定的数据值。只等于。

根据你所说，我会使用 for 循环。

【讨论】：