if语句、switch语句和函数指针的速度比较

Question

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我正在构建一个小型解释器，所以我想测试一下if、switch和函数指针之间的速度比较。使用19个else if的if语句比有20个case的switch稍微快一些，而函数指针（一个包含20个函数指针的数组）比前两者要慢得多... 我原本期望结果完全相反，有人能解释一下吗？

- user276634

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这里有一个问题吗？至少，您需要展示一些代码。如果仅有大约20个案例，您不可能测量出这三者之间的任何差异... - user123456

我可以确认你的结果。我也打赌指针数组是最快的。这只是在进行任何优化之前使用分析器的另一个原因。 - vava

你必须在计时测试中包含“指针数组”的运行时初始化。此外，编译器可能会优化掉间接函数调用，因为你将所有内容都放在同一个翻译单元中。你无法通过20个简单的测试用例来说服我你能够测量出它们之间的差异！ - user123456

哎呀，这段代码太大了，有20个情况，20个if语句，还有更多... - user276634

你要检查什么样的值？ - EvilTeach

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1个回答

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- Jerry Coffin · Accepted Answer

对于现代处理器来说，这在很大程度上取决于分支预测。尽管一个switch语句可以被实现为一个跳转表，在执行代码的任何分支上花费相同的时间，但它通常是非常不可预测的 - 真的; 分支预测器经常不能很好地预测哪个分支会被选择，这意味着存在非常大的流水线气泡（通常约为15个浪费周期）。

if语句可能会进行更多的比较，但其中大部分分支几乎每次都以相同的方式被选中，因此分支预测器可以更准确地预测它们的结果。

指向函数的指针也可能非常不可预测。更糟糕的是，直到最近，大多数处理器几乎根本没有尝试过。只有最近的BTB（分支目标缓冲区）实现足够强大，才能真正尝试通过指针来预测分支的目标。在旧的处理器上，指向函数的指针在速度比较中通常表现得很差。