Switch 似乎比 if 慢答案

【问题标题】：Switch seems slower than ifSwitch 似乎比 if 慢
【发布时间】：2012-12-30 06:32:53
【问题描述】：

我对@987654322@ 的速度很好奇，认为它“非常”快，但我有一个测试用例，似乎显示单个开关大约与大约 4 个if 测试一样快，当我预计（没有充分的理由）它会像 1 次测试一样快。这是我写的两个比较switch和if的方法：

public static int useSwitch(int i) {
    switch (i) {
        case 1: return 2;
        case 2: return 3;
        case 3: return 4;
        case 4: return 5;
        case 5: return 6;
        case 6: return 7;
        default: return 0;
    }
}

public static int useIf(int i) {
    if (i == 1) return 2;
    if (i == 2) return 3;
    if (i == 3) return 4;
    if (i == 4) return 5;
    if (i == 5) return 6;
    if (i == 6) return 7;
    return 0;
}

这是我的测试代码：

long x = 0;
for (int i = 0; i < 999999; i++)
    x += useIf(i % 7); // I use "x" so calls won't get optimized out

useSwitch() 的另一个相同循环

在我的机器上，这些循环需要大约在同一时间才能完成，这令人惊讶。
我得出的 if 数为“4”，因为这是给定输入范围的平均值（我认为）。
如果我减少逻辑选项的数量，if 版本会明显更快。

我的问题是：

switch 是不是真的没有那么快，或者这在某种程度上是一个“不公平”的测试？

【问题讨论】：

此链接可能会有所帮助-stackoverflow.com/questions/680656/…
JVM 的哪个版本？
你是如何测量时间的？您是否在 -server 模式下运行？你的测试很可能毫无意义。
这可能是不公平的。大部分 CPU 时间将用于处理模 (%)，这会掩盖您在 switch 与 if() 中看到的任何差异。尝试改用 i % 8 ... JVM 可能会将其优化为相当于 i & ~7 的位掩码
我知道我的回答没有回答您的问题，但在您的情况下，您可以通过保存和数组 int 或（枚举）来优化您的代码（我看到您正在寻找优化性能），而数组的索引是键->您的函数将返回 arr[index]

标签： java performance if-statement switch-statement

【解决方案1】：

这在某种程度上是不公平的比较。大部分 CPU 时间将用于处理模运算：i % 7。即使在最新最好的 CPU 上取模也非常慢，并且执行时间可能比您尝试进行基准测试的 if() 或 switch() 实现长 20 倍。

此外，有两种不同的方式可以优化 switch 语句。一种是查找表，它用于您提出的顺序情况。另一种方法是在适当的情况下使用搜索分区树。当案例稀疏时会发生这种情况，例如在以下示例中：

switch (someInt) {
    case 0:  ... break;
    case 10:  ... break;
    case 102:  ... break;
    case 6543:  ... break;
    case 19303:  ... break;
    case 19305:  ... break;
    // and so forth...
}

大多数编译器将使用展开的分区树来找到正确的情况，这在长开关上提供了非常好的平均和最坏情况跳转，需要命中正确的情况。生成的伪代码将是这样的：

if (someInt >= 6543) {
    if (someInt >= 19303) {
        // continue tree search, etc.
    }
    else if (someInt==6543) {}
}
else if (someInt >= 0) {
    if (someInt >= 10) {
        // continue tree search, etc.
    }
    else if (someInt == 0) {} 
}
else {
    // default case handler...
}

这里显示的只有 6-8 个案例并没有太大帮助，但如果您有一个可能有 50 多个案例的开关，那么它会非常有帮助。线性搜索将具有 O(n)（最差 50 个条件，平均 25 个），而分区树版本将接近 sqrt(n)（最差 8-9 个条件，平均 5-7 个，取决于编译器选择）。

【讨论】：

【解决方案2】：

switch应该更快，看字节码就够了

   TABLESWITCH
      1: L1
      2: L2
      3: L3
      4: L4
      5: L5
      6: L6

看它是一个特殊的操作。在现实生活中，由于 JVM 优化，可能没有区别。但是，如果我们使用 -Xint（仅解释模式）运行您的代码，那么差异应该很明显，在我的 PC 上，它是 63 到 93（毫秒），有利于切换。

【讨论】：

【解决方案3】：

这里有趣的问题是编译器如何翻译 switch（可能像哈希表或结果可能类似于 if-else 结构）。它还可以根据输入（如果已知）进行各种优化。但是，这取决于编译器，并且在我知道的任何规范中都没有定义。

所以，我不能给你答案，但我可以告诉你，如果你想进一步完善你的测试，你总是可以给它输入 7。这将使它通过所有测试，直到返回一个答案，如果开关经过优化，它会给你更好的结果，如果它就像一个 if-else 它将有类似的结果。只是不要对 7 进行硬编码，以免编译器提前知道它，使用 parseint 之类的东西从字符串中获取它。

【讨论】：

【解决方案4】：

由于您的代码可能会根据 JIT 的智能程度而被删除，也可能不会被删除，因此您可能已经确定 if 语句比 switch 更容易删除。这并不奇怪，因为许多 if 语句更有可能被消除，例如断言和调试检查。

【讨论】：