嵌套 if...else 语句如何优于 C++ 中的一系列单选 if 语句答案

【问题标题】：How do nested if...else statements outperform a series of single-selection if statements in C++嵌套 if...else 语句如何优于 C++ 中的一系列单选 if 语句
【发布时间】：2020-07-16 17:54:13
【问题描述】：

我正在阅读 Paul 和 Harvey Deitel 的C++：如何编程，第九版，我在第 114 页发现了一些让我有些困惑的东西。

书中给出了示例代码：

if ( studentGrade >= 90 ) // 90 and above gets "A"
    cout << "A";
else
    if ( studentGrade >= 80 ) // 80-89 gets "B"
        cout << "B";
    else
        if ( studentGrade >= 70 ) // 70-79 gets "C"
            cout << "C";
        else
            if ( studentGrade >= 60 ) // 60-69 gets "D"
                cout << "D";
            else // less than 60 gets "F"
                cout << "F";

这本书接着说：

大多数程序员将前面的语句写成：

if ( studentGrade >= 90 ) // 90 and above gets "A"
    cout << "A";
else if ( studentGrade >= 80 ) // 80-89 gets "B"
    cout << "B";
else if ( studentGrade >= 70 ) // 70-79 gets "C"
    cout << "C";
else if ( studentGrade >= 60 ) // 60-69 gets "D"
    cout << "D";
else // less than 60 gets "F"
    cout << "F";

这两种形式是相同的，除了间距和缩进，编译器会忽略。后一种形式很受欢迎，因为它避免代码向右深度缩进，这可能会强制要换行的行。

在其下方有一个标记为Performance Tip 4.1的框：

嵌套的 if...else 语句比一系列单选 if 语句的执行速度要快得多，因为在满足一个条件后可能会提前退出。

我不太明白这一点，因为（我假设“一系列单选 if 语句”表示第二个代码示例，在同一缩进上使用 if...else if；非常流行的样式）根据我对 C 和 C++ 的了解，当 if 语句或以下 else if 语句之一被测试为正确时，其余的 else if 语句甚至都没有经过测试，它们只是被跳过了。那不是和早退一样吗？另外，书上说，就编译器而言，这两种形式是相同的，为什么一种会胜过另一种呢？

【问题讨论】：

第一个示例的缩进反映了编译器如何构造其代码的内部 AST 表示。第二个例子反映了大多数程序员如何使用和思考 if/else-if/else 多臂逻辑。

标签： c++ performance if-statement

【解决方案1】：

书中没有显示“一系列单选 if 语句”。它与您显示的两个代码示例类似，但没有 else 关键字。但是，您必须添加一些代码来排除较早的情况。

if ( studentGrade >= 90 ) // 90 and above gets "A"
    cout << "A";
if (studentGrade < 90 && studentGrade >= 80 ) // 80-89 gets "B"
    cout << "B";
if (studentGrade < 80 && studentGrade >= 70 ) // 70-79 gets "C"
    cout << "C";
if (studentGrade < 70 && studentGrade >= 60 ) // 60-69 gets "D"
    cout << "D";
if (studentGrade < 60) // less than 60 gets "F"
    cout << "F";

除了必须运行你知道会是假的测试（在输出成绩之后）之外，后面的测试更复杂，并且在那些扩展测试中很容易出错（或者忘记排除早期的情况），或未正确键入排除项）。所有这些额外的代码也使代码在阅读时更难理解。

所以使用if else 链对于性能、代码可读性和代码维护来说更好。

【讨论】：