if vs. switch，测试与分析

记得在很久以前，博客园上一个哥们抱怨.net的源码写的太烂，到处都是switch，我当时就做过一个测试，证实了switch比if性能高许多。今天又看见这个话题，呵呵，那就再做个测试吧。

代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static Int32 Count = 100000000;

        static Int32 TestIfElse(Int32 value)
        {
            Int32 i = 0;


            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            for (int j = 0; j < Count; j++ )
            {
                if (value == 1)
                    i += 1;
                else if (value == 2)
                    i += 2;
                else if (value == 3)
                    i += 3;
                else if (value == 4)
                    i += 4;
                else if (value == 5)
                    i += 5;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("TestIfElse: " + sw.ElapsedMilliseconds);
            return i;
        }

        static Int32 TestSwitch(Int32 value)
        {
            Int32 i = 0;

            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();

            for (int j = 0; j < Count; j++)
            {
                switch (value)
                {
                    case 1:
                        i+=1;
                        break;
                    case 2:
                        i+=2;
                        break;
                    case 3:
                        i+=3;
                        break;
                    case 4:
                        i+=4;
                        break;
                    case 5:
                        i+=5;
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("TestSwitch: " + sw.ElapsedMilliseconds);

            return i;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            TestIfElse(5);
            TestSwitch(5);
            Console.Read();
        }
    }
}

 

release下编译，测试结果:

TestIfElse: 613
TestSwitch: 165

4倍左右的性能差距。反编译看il，会发现TestSwitch方法中多了这么一句:

switch (L_0032, L_0038, L_003e, L_0044, L_004a)

这句话实现了一个 jump table。

正如一线工作者 所言，这个switch 指令是一个有索引的跳转，而if ... else 是无索引的跳转。if...else 是 O(N)级别的，switch ... case 是 O(1)级别的。

如果将上面测试代码的分支增加到10支，测试TestSwitch（10）与TestIfElse(10)的性能，会发现前者比后者几乎快7-8倍。

详细解释请参见《深入理解计算机系统》一书中的某章（忘了哪个章节，书不在身边，里面讲了switch和if的区别）。也可参考这篇文章：http://www.9php.com/FAQ/cxsjl/c/2008/10/1435098132356.html。.net下的分析见：http://www.cnblogs.com/yeah/archive/2009/02/16/1392094.html

如果switch(String ..)，测试了一下，switch与if...else性能相当。我原以为为是无法生成跳转表，刚看完http://www.cnblogs.com/yeah/archive/2009/02/16/1392094.html这篇文章，发现还是可以生成跳转表，只是这个跳转表的代价比简单的整数类型的跳转表代价高。也就是说，这种情况下，switch case 还是O(1)级别分支语句的。