C++ 为什么在c/c+中，交换机的优化方式与链接if else不同+；？

square的以下实现生成了一系列cmp/je语句，就像我期望的链式if语句一样：

intsquare（intnum）{
如果（num==0）{
返回0；
}else if（num==1）{
返回1；
}else if（num==2）{
返回4；
}else if（num==3）{
返回9；
}else if（num==4）{
返回16；
}else if（num==5）{
返回25；
}else if（num==6）{
返回36；
}else if（num==7）{
返回49；
}否则{
返回num*num；
}
}

下面将生成一个用于返回的数据表：

int square_2（int num）{
开关（num）{
案例0：返回0；
案例1：返回1；
案例2：返回4；
案例3：返回9；
案例4：返回16；
案例5：返回25；
案例6：返回36；
案例7：返回49；
默认值：返回num*num；
}
}

为什么gcc无法将顶部优化为底部

请参阅：

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编辑：有趣的是，MSVC生成了一个跳转表，而不是开关箱的数据表。令人惊讶的是，clang将它们优化为相同的结果。

一个可能的理由是，如果

num

的低值更有可能，例如始终为0，则为第一个值生成的代码可能会更快。为开关生成的代码对所有值花费的时间相等

比较最佳案例，根据。有关该表的说明，请参阅

If

num==0

，对于“If”，您有xor、test、je（带跳转）、ret.Latency:1+1+跳转。但是，xor和test是独立的，因此实际执行速度将快于1+1个周期

如果

num<7

，对于“切换”，您有mov、cmp、ja（无跳转）、mov、ret。延迟：2+1+无跳转+2

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不导致跳转的跳转指令比导致跳转的指令快。但是，该表没有定义跳转的延迟，因此我不清楚哪一个更好。有可能最后一个总是更好，GCC根本无法对其进行优化。

为

开关情况生成的代码通常使用跳转表。在这种情况下，通过查找表直接返回似乎是一种优化，利用了每个案例都涉及一个返回的事实。尽管该标准没有对此做出任何保证，但如果编译器为常规开关生成一系列比较，而不是跳转表，我会感到惊讶

现在来看
如果还有
，情况正好相反。当
开关案例
以恒定的时间执行时，不管分支的数量如何，
if-else
针对较小的分支数量进行了优化。在这里，您希望编译器基本上按照编写顺序生成一系列比较

因此，如果我使用了
if else
，因为我预计对
square（）
的大多数调用都是针对
0
或
1
的，而很少针对其他值，那么对表查找进行“优化”实际上可能会导致我的代码运行速度比我预期的慢，从而破坏我使用
if
而不是
开关的目的。因此，尽管这是有争议的，但我觉得GCC做的是正确的，而clang在优化方面过于激进

在评论中，有人分享了一个链接，clang在该链接中为
if else
生成了基于查找表的代码。当我们使用clang将案例数量减少到两个（以及一个默认值）时，会发生一些值得注意的事情。它再次为if和switch生成相同的代码，但这次，
而不是查找表方法，这两种方法都适用。这意味着，即使是倾向于叮当声的开关也知道，当案例数量较少时，“如果”模式更为优化

总之，
if-else
的比较序列和
switch-case
的跳转表是编译器和开发人员在编写代码时通常遵循的标准模式。然而，对于某些特殊情况，一些编译器可能会选择打破这种模式，因为他们认为它提供了更好的优化。其他编译器可能只是选择坚持这种模式，即使显然是次优的，也要相信开发人员知道他想要什么。这两种方法都是有效的，各有优缺点。
你说的“未定义的行为”是什么意思？只要可观察到的行为相同，编译器就可以生成它所需要的任何程序集/机器代码wants@user207421忽略
返回
s；案例没有
中断
，因此开关也有特定的执行顺序。if/else链在每个分支中都有返回，本例中的语义是等价的。优化过程并非如此。作为反例，它不会优化任何函数。也许最简单的答案是。。。gcc只是还不能看到这个结构并对其进行优化。我同意@user1810087。您只需找到编译器优化过程的当前边界。当前未被（某些编译器）识别为可优化的子案例。事实上，并不是所有的if链都可以通过这种方式进行优化，而是只对同一变量进行常量测试的子集进行优化。尽管如此，用just-if语句替换代码并没有改善机器代码。另一方面，开关没有预定义的执行顺序，本质上只是一个美化的goto跳转表。也就是说，这里允许编译器对可观察到的行为进行推理，因此if-else版本的糟糕优化非常令人失望。嗯，有趣的理论，但对于ifs-vs-switch，您有：xor、test、jmp-vs-mov、cmp-jmp。三条指令，每条指令的最后一条是跳转指令。似乎是