Warum sind C#-Switch-Anweisungen hinsichtlich der Datentypen, die sie verarbeiten können, eingeschränkt?

Warum die Einschränkungen bei C#-Switch-Anweisungen?

Die C#-Switch-Anweisung weist bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Datentypen auf, anhand derer sie ausgewertet werden kann, insbesondere das Verbot von Ganzzahlen und ganzzahligen Grundelementen. Dies wirft die Frage auf, warum diese Einschränkungen bestehen und welche Gründe ihnen zugrunde liegen.

Die Bedeutung der statischen Analyse

Es ist wichtig, zwischen der C#-Switch-Anweisung und der zu unterscheiden CIL-Schalteranweisung. Letztere fungiert als Sprungtabelle und basiert auf einem Index in einem Array von Sprungadressen. Dieser Ansatz funktioniert effektiv, wenn die C#-Switch-Fälle im Wert benachbart sind, wie zum Beispiel:

case 3:
case 4:
case 5:

Für nicht benachbarte Fallwerte gilt jedoch:

case 10:
case 200:
case 3000:

dieser Ansatz würde einen Sprung erfordern Tabelle mit rund 3000 Einträgen, von denen nur eine Handvoll tatsächlich genutzt wird.

Compiler-Optimierung Strategien

Bei nicht benachbarten Fallausdrücken verwendet der Compiler verschiedene Optimierungstechniken, um die bedingten Prüfungen durchzuführen:

• Lineare Suche: Für Bei kleineren Sätzen nicht benachbarter Ausdrücke kann der Compiler sequentielle if-else-if-else-Anweisungen ausführen prüft.
• Binärbaumsuche: Für größere Mengen nicht benachbarter Ausdrücke kann der Compiler eine Binärbaumsuche verwenden, um die potenziellen Übereinstimmungen einzugrenzen.
• Hybrider Ansatz: Für Ausdrücke, die sowohl benachbarte als auch nicht benachbarte Fälle enthalten, kann der Compiler eine Kombination aus binärer Baumsuche und CIL-Schalter verwenden Anweisungen.

Leistungsüberlegungen

Die Wahl der Optimierungsstrategie hängt von der Compiler-Implementierung und den spezifischen Fallwerten ab. Im Allgemeinen werden benachbarte Fälle effizienter mit CIL-Switch-Anweisungen behandelt (O(1)-Komplexität), während nicht benachbarte Fälle aufgrund der binären Baumsuche (O(log n)-Komplexität) einen höheren Overhead verursachen.

String-Handhabung und generische Wörterbücher

Beim Umgang mit Strings erstellt der Compiler möglicherweise einen Generic.Dictionary zur Leistungsoptimierung. Dies führt jedoch bei der ersten Verwendung zu einem zusätzlichen Aufwand, sodass die Leistung je nach Implementierung des Wörterbuchs variieren kann.

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