Wie beschleunigen Compiler-Optimierungen Switch-Anweisungen?

Compiler-Optimierungen für die Geschwindigkeit von Switch-Anweisungen

Switch-Anweisungen übertreffen if-else-if-Anweisungen hinsichtlich der Ausführungsgeschwindigkeit. Dies ist in erster Linie auf Compiler-Optimierungen zurückzuführen.

Compiler-Optimierungstechnik

Die wichtigste von Compilern verwendete Optimierungstechnik ist die Sprungtabellengenerierung. Gegebenenfalls erstellt der Compiler eine Sprungtabelle, die jeden Fallwert dem entsprechenden Codeblock zuordnet.

So funktioniert die Optimierung

• Der Compiler identifiziert Switch-Anweisungen die eine kleine Anzahl von Fallwerten haben.
• Es wird eine Sprungtabelle generiert, in der jeder Index einem Fall entspricht Wert.
• Jeder Eintrag in der Sprungtabelle enthält die Adresse des Codeblocks für den entsprechenden Fall.
• Wenn die Switch-Anweisung ausgeführt wird, verzweigt der Compiler direkt zu der im Sprung angegebenen Adresse Tabelle für den ausgewählten Fallwert.

Leistungsvorteile

Im Vergleich zu einer sequentiellen Wenn-sonst-wenn-Kette, bietet dieser Sprungtabellenansatz mehrere Vorteile:

• Reduzierter Verzweigungsaufwand: Jeder Sprungtabelleneintrag stellt eine direkte Adresse für den Zielcodeblock bereit, sodass kein sequentielles if-else erforderlich ist Auswertungen.
• Verbesserte Cache-Lokalität: Sprungtabellen können kompakt und Cache-freundlich gespeichert werden, wodurch der Speicherzugriff reduziert wird Zeit.

Zusätzliche Überlegungen

• Hash-Tabellen: Für große Schalter in Zeichenfolgen kann der Compiler Hash-Tabellen anstelle von Sprungtabellen verwenden. Dies optimiert den Schlüsselsuchprozess mit einer asymptotischen Laufzeitverbesserung.
• String-Literale: Die Optimierung gilt oft sogar für eine begrenzte Anzahl von Strings, die in der Switch-Anweisung verwendet werden.

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