從CPU執行計算機指令層面來看if...else和switch的區別

基礎概念：

• 程序的執行過程：程序（高級語言寫的代碼）-- 彙編語言 – 到機器語言（CPU可識別的機器代碼）
• 相關彙編語言詞彙解釋：
  mov:賦值操作，例：mov DWORD PTR [rbp-0x4],0x1;
  jne: （jump if not equal 如果不等於就跳轉），例：jne 4a <main+0x4a>
  jmp: （jump）跳轉，例：jmp 51 <main+0x51>
  je:（jump if equal 如果等於則跳轉），例：je 4a <main+0x4a>
  cmp:（compare 比較），例：DWORD PTR [rbp-0x4],0x0

簡單熟悉

我們以c語言代碼爲例，我們先熟悉一下分析流程：

// test.c


#include <time.h>
#include <stdlib.h>


int main()
{
  srand(time(NULL));
  int r = rand() % 2;
  int a = 10;
  if (r == 0)
  {
    a = 1;
  } else {
    a = 2;
  }
} 

通過一下命令將代碼轉化爲彙編代碼，並打印出來：
$ gcc -g -c test.c
$ objdump -d -M intel -S test.o

//其中左邊的數字是機器代碼，顯然不是給人看的。右邊是彙編代碼，是給程序員看的，我們跟着序號看
    if (r == 0)
  3b:   83 7d fc 00             cmp    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0 //1.比較[rbp-ox4]和0x0，如果相等則將零標誌條件碼設置爲1，反之爲0
                                                               //DWORD PTR 代表操作的數據類型是 32 位的整數。[rbp-ox4]表示r變量的內存地址
  3f:   75 09                   jne    4a <main+0x4a> //2.判斷零標誌條件碼的結果，如果不是1則跳轉到4a（在最左側，代表行數），加載4a的地址的指令到CPU開始執行
    {
        a = 1;
  41:   c7 45 f8 01 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],0x1 //3.如果在第2步沒有跳轉，那麼將執行到這裏。把0x1賦值給[rbp-0x8]地址代表的變量a
  48:   eb 07                   jmp    51 <main+0x51> //4.直接跳到51代表的行
    }
    else
    {
        a = 2;
  4a:   c7 45 f8 02 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],0x2 //5.把0x2賦值給[rbp-0x8]地址代表的變量a
  51:   b8 00 00 00 00          mov    eax,0x0 //6.結束，繼續往下執行
    } 

注：我們回過頭去看前面的 if 條件，如果滿足的話，在賦值的 mov 指令執行完成之後，有一個 jmp
的無條件跳轉指令。跳轉的地址就是這一行的地址 51。我們的 main 函數沒有設定返回值，而 mov eax, 0x0 其實就是給 main
函數生成了一個默認的爲 0 的返回值到累加器裏面。if 條件裏面的內容執行完成之後也會跳轉到這裏，和 else
裏的內容結束之後的位置是一樣的。

分析if…else和switch：

相比到這裏，大家應該已經具備彙編語言的閱讀能力了，可以嘗試自己分析一下！

2段代碼如下：

轉化成彙編代碼如下：

由於博主比較懶，大家就自己分析一下吧，希望大家能分析出來爲什麼我們在寫代碼的時候，3層判斷以內if…else比switch優秀，大於3層的時候，則switch更優。有問題歡迎評論溝通！繼續努力！