Question

我想知道如果我通过switch-case语句中的某些偏移（或类似的东西）更改“巨大”数字，我是否可以优化某些内容。所以我做了一个测试：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <chrono>

int main() {

    uint32_t f = 0x12345688;
    std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start, end;

    int i = -1;

    start = std::chrono::system_clock::now();
    switch (f)
    {
        case 0x1234500 : i = 0; break;
        case 0x1234522 : i = 2; break;
        case 0x1234555 : i = 5; break;
        case 0x1234588 : i = 8; break;
        default : break;
    }
    end = std::chrono::system_clock::now();
    std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end-start;
    std::cout << "elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << "s\n";

    int j = -1;
    start = std::chrono::system_clock::now();
    switch (f & 0xf)
    {
        case (0x1234500 & 0xf) : j = 0; break;
        case (0x1234522 & 0xf) : j = 2; break;
        case (0x1234555 & 0xf) : j = 5; break;
        case (0x1234588 & 0xf) : j = 8; break;
        default : break;
    }
    end = std::chrono::system_clock::now();
    elapsed_seconds = end-start;
    std::cout << "elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << "s\n";

    return 0;
}

似乎总是第二个开关箱更快。

有没有理由说案件中的小数字使陈述更快（案件之间的“差距”相同）？

Answer 1

这种基准测试方法是无意义的，因为编译器可以静态地确定两种情况之间i的值。你的实际代码可能最终会是这样的：

start = std::chrono::system_clock::now();
switch (f)
{
    case 0x1234500 : i = 0; break;
    case 0x1234522 : i = 2; break;
    case 0x1234555 : i = 5; break;
    case 0x1234588 : i = 8; break;
    default : break;
}
end = std::chrono::system_clock::now();
std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end-start;
std::cout << "elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << "s\n";

// i = -1;  this line isn't needed, the value isn't used, lets optimize it away

start = std::chrono::system_clock::now();
// Oh great, we already know the value of i
// Because nothing in the previos code could have affected f
// i will get the same value as it did above, and we removed i = -1
// So lets optimize away this pointless code here
end = std::chrono::system_clock::now();
elapsed_seconds = end-start;

您可以尝试将i声明为volatile，但这可能会阻止编译器进行其他优化操作，因此也可能无法进行有效的基准测试。

测试之间的i = -1;没有意义，因为编译器可以推断出该值未被使用。所以代码也会被删除。

最好的方法是从文件或用户输入中读取常量0x12345688，这样编译器就不能假设它。对于两个测试用例，您需要执行两次此操作。

通常：在进行此类基准测试时，请始终反汇编代码，以验证您的测试不是无意义。

Answer 2

表现最重要的是数字连续。这是因为编译器可以使用该值来索引内存地址，该内存地址指定交换机应该跳转到哪里来处理相关案例。大的差距使得索引不可能，因为它会跳得很远，编译器必须插入大量的空代码来填充未使用的空间。

小数字可以使略微更快 - 您可能只保存一条指令，因为编译器可能会减去然后仍能使用索引。

以上所有内容都与编译器有关。一个愚蠢的编译器可能根本不使用索引。

如果使用较小的数字，开关盒会更快吗？

2 个答案: