为什么切换比不快

许多Java书籍都将该switch语句描述为比该if else语句快。但我没有找到任何地方为什么切换比if更快。

例

我有一种情况，我必须选择两项中的任何一项。我可以使用任何一种

switch (item) {
    case BREAD:
        //eat Bread
        break;
    default:
        //leave the restaurant
}

要么

if (item == BREAD) {
    //eat Bread
} else {
    //leave the restaurant
}

考虑item和BREAD是一个恒定的int值。

在上面的示例中，哪个操作更快，为什么？

因为在很多情况下，有一些特殊的字节码可以有效地评估switch语句。

如果使用IF语句实现，则将进行检查，跳转到下一个子句，进行检查，跳转到下一个子句等。通过切换，JVM加载要比较的值，并遍历值表以查找匹配项，这在大多数情况下会更快。

一个switch说法是并不总是比一个快if言。它的伸缩性比一长串的if-else语句更好，因为它switch可以基于所有值执行查找。但是，对于短期情况，它不会更快，并且可能会更慢。

当前的JVM具有两种开关字节代码：LookupSwitch和TableSwitch。

switch语句中的每个case都有一个整数偏移量，如果这些偏移量是连续的（或几乎是连续的，没有大的间隙）（情况0：情况1：情况2，依此类推），则使用TableSwitch。

如果偏移量以较大的间隙分布（情况0：情况400：情况93748等），则使用LookupSwitch。

简而言之，不同之处在于TableSwitch是在恒定时间内完成的，因为可能值范围内的每个值都被赋予了特定的字节码偏移量。因此，当您将语句的偏移量设置为3时，它知道跳到3才能找到正确的分支。

查找开关使用二进制搜索来找到正确的代码分支。它以O（log n）的时间运行，这仍然不错，但不是最好的。

有关此的更多信息，请参见此处：JVM的LookupSwitch和TableSwitch之间的区别？

因此，就最快的情况而言，请使用以下方法：如果您有3个或更多的案例，其值是连续的或几乎连续的，请始终使用开关。

如果有2种情况，请使用if语句。

对于任何其他情况，切换很可能会更快，但不能保证，因为LookupSwitch中的二进制搜索可能会遇到糟糕的情况。

另外，请记住，JVM将对if语句运行JIT优化，这些语句将尝试将最热的分支放在代码的最前面。这称为“分支预测”。有关此的更多信息，请参见此处：https : //dzone.com/articles/branch-prediction-in-java

您的经历可能会有所不同。我不知道JVM不会在LookupSwitch上运行类似的优化，但是我已经学会了信任JIT优化，而不是试图超越编译器。

因此，如果您打算承载大量数据包，那么这些天内存并不是真正的大笔费用，而且阵列的速度非常快。您也不能依靠switch语句自动生成跳转表，因此，自己生成跳转表方案会更容易。在下面的示例中可以看到，我们假设最多255个数据包。

为了得到以下结果，您需要抽象一下。.我不会解释它是如何工作的，因此希望您对此有所了解。

我将其更新为将数据包大小设置为255（如果您需要更多，则必须对（id <0）||进行边界检查）。（id>长度）。

Packets[] packets = new Packets[255];

static {
     packets[0] = new Login(6);
     packets[2] = new Logout(8);
     packets[4] = new GetMessage(1);
     packets[8] = new AddFriend(0);
     packets[11] = new JoinGroupChat(7); // etc... not going to finish.
}

public void handlePacket(IncomingData data)
{
    int id = data.readByte() & 0xFF; //Secure value to 0-255.

    if (packet[id] == null)
        return; //Leave if packet is unhandled.

    packets[id].execute(data);
}

编辑，因为我在C ++中经常使用跳转表，现在我将展示一个函数指针跳转表的示例。这是一个非常通用的示例，但是我确实运行了它，并且可以正常工作。请记住，您必须将指针设置为NULL，C ++不会像Java中那样自动执行此操作。

#include <iostream>

struct Packet
{
    void(*execute)() = NULL;
};

Packet incoming_packet[255];
uint8_t test_value = 0;

void A() 
{ 
    std::cout << "I'm the 1st test.\n";
}

void B() 
{ 
    std::cout << "I'm the 2nd test.\n";
}

void Empty() 
{ 

}

void Update()
{
    if (incoming_packet[test_value].execute == NULL)
        return;

    incoming_packet[test_value].execute();
}

void InitializePackets()
{
    incoming_packet[0].execute = A;
    incoming_packet[2].execute = B;
    incoming_packet[6].execute = A;
    incoming_packet[9].execute = Empty;
}

int main()
{
    InitializePackets();

    for (int i = 0; i < 512; ++i)
    {
        Update();
        ++test_value;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

我还要提出的另一点是著名的分而治之。因此，如果最坏的情况是语句，我上面的255个数组的想法可以减少到不超过8个。

即，但是请记住，它变得凌乱且难以快速管理，而我的另一种方法通常更好，但这是在阵列无法削减的情况下使用的。您必须弄清楚用例以及每种情况的最佳使用时间。就像您只需要检查几下就不想使用这两种方法一样。

If (Value >= 128)
{
   if (Value >= 192)
   {
        if (Value >= 224)
        {
             if (Value >= 240)
             {
                  if (Value >= 248)
                  {
                      if (Value >= 252)
                      {
                          if (Value >= 254)
                          {
                              if (value == 255)
                              {

                              } else {

                              }
                          }
                      }
                  }
             }      
        }
   }
}

在字节码级别上，主题变量仅从Runtime加载的结构化.class文件中的内存地址加载一次到处理器寄存器中，并且位于switch语句中；在if语句中，代码编译DE会生成不同的jvm指令，这要求将每个变量都加载到寄存器中，尽管与下一个if语句中使用的变量相同。如果您知道使用汇编语言进行编码，那么这将很常见。尽管java编译的cox不是字节码或直接的机器代码，但其条件概念仍然一致。好吧，我试图避免在解释时加深技术性。我希望我已经使这个概念变得清晰和神秘。谢谢。