C#_Switch语句的内部实现

2021-07-15 03:16

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Switch的C#内部实现

https://www.cnblogs.com/Interkey/p/3730432.html

在IL汇编语言中的Switch指令 -- 按照标号来进行跳转(和goto语句中的标号相同)
  执行IL中Switch指令时,从运算栈顶弹出一个无符号整数,然后跳转到整数对应的标号位置继续执行
  如果整数值没有对应的标号,则忽略switch指令,调到switch指令之后的一条指令开始执行。

详细分析:

  -- 结论 (实验过程见原网页)  

1. 整数参数的Switch语句  

1a. 连续的整数
    c#的switch的case语句对应IL的switch指令中的case子句

1b. 不连续的但是相近的整数
    c#的switch的case语句对应IL的switch指令中的case子句,
    但是对于case指令之间的"缝隙"整数,会自动跳转default子句的地址

1c. 很不连续的整数
    如果按1b的思路,缝隙很大的话,IL中switch指令会凭空增加很多指向default子句指向地址的case子句
    编译器不使用switch指令,而是使用了beq指令 -- 取值若相等则跳转到目标位置,否则继续下一个取值

2. 枚举类型的Switch语句
  与对待整数没有差别,因为枚举值就是按照整数对待的;如果枚举成员的取值不连续,则对应1b或1c

3. string类型的Switch语句

3a. case子句数量  string是引用类型参数
  同样在IL中没有使用switch指令
    如果参数为null的话,则执行流程直接跳转到case null的指令块中
    否则,比较参数与case语句对应string的相等性(==),若相等,则跳转到对应的地址后,跳出switch
  -- 这就相当于被编译成了一连串的if语句
    那么,当case子句过多时,岂不是会导致程序变慢?

3b. case子句数量>4时
  如果不是null的话,则会实例化一个字典泛型类 System.Collections.Generic.Dictionary`2
  将分别出现在case子句中的string作为key插入到字典中,每个key的value分别对应从0开始的整数(switch子句的序号)
  调用字典的TryGetValue()尝试从字典中找到string参数所对应的字典元素
  如果在字典中没找到,则跳转到default子句对应的位置
  如果找到了,这里出现了switch指令,根据从字典中取到的value整数值,进行switch子句的跳转
    switch之后的一条指令则为一个无条件跳转,直接跳转到default子句
    这里是当switch指令在栈顶取到的整数值比switch指令中跳转地址数量要大时,忽略switch直接执行之后的指令

总结:

3b情况下,由于Dictionary类型通过key来取值的时间复杂度接近于O(1) -- 有助于提高效率

为了微乎其微的效率提升
  1. 尽量在switch中使用连续的取值
  2. 如果取值不连续,则使用尽量少的case子句,并将会出现频率高的case放在前面(与if...else if...else类似)
  3. 如果使用了大量if语句来判断一个字符串对象是否具有某值,改用Switch
  4. 有其他引用类型对象想要使用switch判断但又不能使用时,可以按照3b的思路自己实现。

 

 

 

C#_Switch语句的内部实现

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原文地址:https://www.cnblogs.com/FudgeBear/p/9527057.html


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