VS_C_17/11/22 C中if与switch的区别

一：两种语句的区别

在讨论if与switch这两种语句的区别时，应该从它们最基础的层面开始。所以我们应该从它们的汇编实现开始探讨。而且应注意到它们都是C中最常用的选择语句，既然是选择语句就还得从它们的实现效率上讨论一番。

先看switch语句：

1，switch...case会生成一个跳转表来指示实际的case分支的地址，而这个跳转表的索引号与switch变量的值是相的。从而，switch...case，只需访问对应索引号的表项从而到达定位分支的目的。
switch...case会生成一份大小（表项数）为最大case常量＋1的查询表，程序首先判断switch变量是否大于最大case常量，若大于，则跳到default分支处理；否则取得索引号为switch变量大小的查询表项的地址（即查询表的起始地址＋表项大小*索引号），程序接着跳到此地址执行。

我们可以用VS来看一下：

switch-case在实现时当case项比较多时，会通过生成查询表来提高程序的效率，空间换时间。

而这个界限一般是4（所以我们用了4个选择）即大于4个选项时，switch就会生成一个查询表，并且在执行switch以下语句（case）时已经查询了一次，在执行case查找常量时只需要对应表格个常量位置执行其对应的语句既可。

我们来看一下这段代码的汇编语言：

switch (i)
00F913E5  mov     eax,dword ptr [i]  
00F913E8  mov     dword ptr [ebp-0D0h],eax  
00F913EE  cmp     dword ptr [ebp-0D0h],4  //cmp 在汇编中一条查询指令
00F913F5  ja      $LN6+2Dh (0F91431h)  //ja指令用于无符号数比较，取jump if above，及前者大于后者则转移
00F913F7  mov     ecx,dword ptr [ebp-0D0h]  
00F913FD  jmp     dword ptr [ecx*4+0F91468h]  //即查询表的起始地址＋（输入值 - 1）* 索引号
case 0:                                      中括号在汇编中类似于C中的指针，即取地址的意思。这句执行后就将中括号中算出的
j = 0;                                       地址中存的操作数取出，这个操作数就是case下的地址00F9141F（可验证）
00F91404  mov     dword ptr [j],0  
break;
00F9140B  jmp     $LN6+34h (0F91438h)  // jmp在汇编中为无条件跳转
case 1:
j = 1;
00F9140D  mov     dword ptr [j],1  
break;
00F91414  jmp     $LN6+34h (0F91438h)  
case 2:
j = 2;
00F91416  mov     dword ptr [j],2  
break;
00F9141D  jmp     $LN6+34h (0F91438h)  
case 3:
j = 3;
00F9141F  mov     dword ptr [j],3  
break;
00F91426  jmp     $LN6+34h (0F91438h)  
case 4:
j = 4;
00F91428  mov     dword ptr [j],4  
break;
00F9142F  jmp     $LN6+34h (0F91438h)  
default:
j = 10;
00F91431  mov     dword ptr [j],0Ah  
break;
}
printf("%d\n", j);
0F91438h  mov         esi,esp

这段汇编语言中，可以看到上面红色标出的，在switch的汇编语言中，在达到4个的选择时，只会进行一次查询，而且是在case指令之前就已执行，这也应证了前面对查询表的解释。

JMP 在汇编中表示无条件跳转，可以看到它出现了6次，代表代码中有6次跳转。

可以看到在每个case之后都有一个蓝色标注的地址，这其实就是前面JMP跳转到的地址，这个地址其实就是printf之后的一个地址，意思是在switch之后如果 i 与case之后的立即数相同就跳转到printf打印。

2，下来我们来看if语句：

我同样对if语句做了4个及以上的选择。而且我们用5来实验它的查询效率。

要知道if语句的实现基础还是需要汇编代码，,其采用遍历查询的方式。我们根据上面的思路只需要知道if语句的代码中cmp（查询）的个数：

一：  if (j == 0)

         010113EE  cmp        dword ptr [j],0

         010113F2 jne         lbf1+3Fh (01011429h)   //jne  有条件跳转

二：  if (j == 1)         

         01011429  cmp         dword ptr [j],1

三：  if (j == 2)                   

         01011430  cmp         dword ptr [j],2  

         01011434  jne         lbf1+81h (01011451h)

四：  if (j == 3)

         01011451 cmp         dword ptr [j],3  

         01011455  jne         lbf1+0A2h (01011472h)

五：  if (j == 4)

         01011472  cmp        dword ptr [j],4  

         01011476  jne         lbf1+0C3h (01011493h)

六：  if (j == 5)

         01011493  cmp         dword ptr [j],5  

         01011497  jne         lbf1+0E4h (010114B4h)

可以看出在条件为5时需要查询6次即每个条件都查询了一次，效率显然没有switch高，在语句中需要遍历条件分支直到命中条件，这也说明在写if语句的时候需要把可能性大的条件放在前面。

在if的汇编中也有类似于上面switch中的JMP跳转，但这里是jne（有条件跳转）。意思是在if进行判断时，如果为真就执行if内部语句块，如果为假则有条件跳转到下一个if语句，直到判断为真执行语句块。

二：两种语句的共性

两者虽有差距，但它们的基本原理相似，都是与C中的立即数相比较，相等时打印并跳转返回。而且经过比较，switch语句在选择数小于4时也会执行超过一个cmp指令。

就有点类似于if语句了。

三：总结语句的特点

1，当分支较多时，使用switch语句的效率比if语句高很多。

2，switch语句其实是一种空间换时间的方法，在case常量分布范围很大但实际有效值又比较少的情况switch的效果并不是很好。而且if语句有较大的灵活性，switch只能查询常量。

3，switch只能处理case为常量的情况，其灵活性相比于if语句差很多。

4，在使用if语句时将可能性最大的条件放在前面可提高if语句的效率。