如何在 C/C 中高效地实现带有非整数参数的 Switch 语句？

C/C Switch 语句中的非整数参数

C/C 中的 switch 语句是一种强大的控制流机制，允许基于整数值进行高效分支。然而，通常需要切换非整数值，例如字符串或枚举。这提出了一个挑战，因为 switch 语句仅接受整数参数。

传统方法

处理非整数 switch 参数的一种传统方法是使用一系列 if 语句：

if( str == "foo" )      ...
else if( str == "bar" ) ...
else                    ...

但是，这种方法效率低下，因为它需要 n 种情况的线性时间复杂度 (O(n))。更有效的解决方案是使用映射或嵌套 if 将非整数值表示为整数。然而，这些方法可能很复杂且容易出错。

使用宏进行二分搜索

使用宏，可以在编译时实现展开的二分搜索，从而实现快速和语法-友好的方法：

#define NEWMATCH
#define MATCH("asd")
  some c++ code
#define MATCH("bqr")
  ... the buffer for the match is in _buf
#define MATCH("zzz")
  ...  user.YOURSTUFF 
#define ENDMATCH(xy_match)

该宏将生成一个函数，该函数以字符串作为输入并返回布尔值，通过以下方式实现二分搜索

C 11 lambda 和初始化列表

在 C 11 中，lambda 和初始化列表提供了一种更优雅和简洁的方法：

template<typename KeyType, typename FunPtrType>
void switchStatement(const KeyType& value, std::initializer_list<std::pair<const KeyType, FunPtrType>> sws) {
    std::lower_bound(sws.begin(), sws.end(), value, [&](const auto& a, const auto& b) { return a.first < b.first; });
    if (r != sws.end() && !cmp(val, *r)) { r->second(); } // else: not found
}

int main() {
    switchStatement<const char*, void(*())>("ger", {
        { "asdf", []{ printf("0\n"); } },
        { "bde", []{ printf("1\n"); } },
        { "ger", []{ printf("2\n"); } },
    });
    return 0;
}

编译时 Trie

在现代 C 中，C 11 元编程技术可用于创建编译时 trie，这是一种高级数据结构，可以有效处理未排序的 case 分支：

#include <smile/cttrie/cttrie.h>

using namespace smile::cttrie;

// Define cases as string literals
trie<true, void()> s = {"foo", "bar"};

int main() {
  // Switch on a string
  s.switch_on("foo", []() { std::cout << "foo" << std::endl; });
  return 0;
}

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