if vs. switch，測試與分析 (轉)

最近在學php,看php手冊的時候,突然間對if和switch的性能差別有興趣,在網上查了不少資料,最後看到這篇文章,終於讓我發現平時在寫代碼的進候的一個錯誤,喜歡用if ..else多於switch,實際上switch的性能要比if ..else高多了.特引用此文於此,以後寫代碼時候多多注意.

記得在很久以前，博客園上一個哥們抱怨.net的源碼寫的太爛，到處都是switch，我當時就做過一個測試，證實了switch比if性能高許多。今天又看見這個話題，呵呵，那就再做個測試吧。

代碼:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static Int32 Count = 100000000;

        static Int32 TestIfElse(Int32 value)
        {
            Int32 i = 0;


            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            for (int j = 0; j < Count; j++ )
            {
                if (value == 1)
                    i += 1;
                else if (value == 2)
                    i += 2;
                else if (value == 3)
                    i += 3;
                else if (value == 4)
                    i += 4;
                else if (value == 5)
                    i += 5;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("TestIfElse: " + sw.ElapsedMilliseconds);
            return i;
        }

        static Int32 TestSwitch(Int32 value)
        {
            Int32 i = 0;

            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();

            for (int j = 0; j < Count; j++)
            {
                switch (value)
                {
                    case 1:
                        i+=1;
                        break;
                    case 2:
                        i+=2;
                        break;
                    case 3:
                        i+=3;
                        break;
                    case 4:
                        i+=4;
                        break;
                    case 5:
                        i+=5;
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("TestSwitch: " + sw.ElapsedMilliseconds);

            return i;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            TestIfElse(5);
            TestSwitch(5);
            Console.Read();
        }
    }
}

 

release下編譯，測試結果:

TestIfElse: 613
TestSwitch: 165

4倍左右的性能差距。反編譯看il，會發現TestSwitch方法中多了這麼一句:

switch (L_0032, L_0038, L_003e, L_0044, L_004a)

這句話實現了一個 jump table。

正如一線工作者 所言，這個switch 指令是一個有索引的跳轉，而if ... else 是無索引的跳轉。if...else 是 O(N)級別的，switch ... case 是 O(1)級別的。

如果將上面測試代碼的分支增加到10支，測試TestSwitch（10）與TestIfElse(10)的性能，會發現前者比後者幾乎快7-8倍。

詳細解釋請參見《深入理解計算機系統》一書中的某章（忘了哪個章節，書不在身邊，裏面講了switch和if的區別）。也可參考這篇文章：http://www.9php.com/FAQ/cxsjl/c/2008/10/1435098132356.html。.net下的分析見：http://www.cnblogs.com/yeah/archive/2009/02/16/1392094.html

如果switch(String ..)，測試了一下，switch與if...else性能相當。我原以爲爲是無法生成跳轉表，剛看完http://www.cnblogs.com/yeah/archive/2009/02/16/1392094.html這篇文章，發現還是可以生成跳轉表，只是這個跳轉表的代價比簡單的整數類型的跳轉表代價高。也就是說，這種情況下，switch case 還是O(1)級別分支語句的。