Switch底层执行原理

switch底层执行原理     

   switch语句根据一个整数索引值进行多重分支，底层采用跳转表这种数据结构。跳转表是一个数组，表项i对应代码段的地址，当switch索引值等于表项i时采取对应的程序操作。

简单可理解为：执行switch时生成一个长度为最大case常量＋1的数组，程序首先判断switch变量是否大于最大case 常量，若大于，则跳到default分支处理；否则取得数组索引号为switch变量值大小，取得数组对应值即为相应case代码块地址，程序接着跳到此地址执行，完成分支的跳转。

但实际计算机底层实现这一操作会更加复杂一点，以下参考《深入理解操作机系统》

   图a是一个简单的switch例子，对于case值有100、102~104、106；case值102 与 104 是没有break语句结尾。

   图b是使用C语言的扩展形式来描述的，每个表项都是一个代码块的地址(指针)，这里的“&&”指的就是“&”。

1. 1. 执行switch时，会生成一张跳转表，表项数为（最大case值-最小case值＋1），跳转表是一个数组，数组是一段连续的内存，jt数组中包含了7个表项（数组索引对应值），每个都是指向对应代码块的指针。
   2. 编译器将switch值n-最小case值(100)，把取值范围移动到0至6之间，创建出一个新的程序变量index。首先判断index是否大于6，来判断是否在范围之外，如果超出直接执行default，即log_def指针对应代码块。
   3. 否则，根据索引的值直接跳转不同位置。                  

                                                     

   执行if-else是逐个条件进行判断，直到命中；与if-else语句相比，使用跳转表的优点是执行switch语句的时间与数量无关，且读取switch参数时只读取一次，就可跳到对应分支；缺点是维系了一个连续的数组，实际时使用空间换时间。

   补充：正因为要将case值转换为表项i，以及switch值要根据case值转换为对应数组索引，所以switch入参时是不支持byte、float、double型，以及对应case分支也是不支持byte、float、double型的。

关于switch与if-else的简单优化

     暂且不说if-else与switch相比哪一个的执行效率高，先就知道原理后，我们应如何去优化。

if-else

     对于if-else，在系统是自上而下逐个条件去判断，直到命中；所以应将机率大的条件置于最前面。以下给出一个简单例子

double random  = Math.random()*100;//生成0-100的随机数
		if(random > 10){ //90%
			
		}else if(random > 5){//5%
			
		}else{//剩下的5%
			
		} 

     对于条件机率相等或是条件个数非常多的情况，因为switch的执行时间与条件数量无关，他是根据switch值直接跳转到对应分支，所以可以选择switch代替if-else。

switch

     对于switch，实际上是根据case最小值与最大值，维系了一段连续的内存空间，以空间换取时间。以下给出一个简单的反例，最大值与最小值跨度较大，且之间没有更多的条件情况，那个无疑实际申请的很多空间是没用的，所以就应考虑使用if-else在代替。

int random = (int) Math.random() * 100;// 生成0-100的随机数
		switch (random) {
		case 0:
			break;
		case 100:
			break;
		}

《深入操作机系统》下载链接：http://download.csdn.net/download/abrazen_zz/9706844