switch case的跳转原理？

Question

当有很多个case时，switch是怎样做到只要少数比较(只要1次？)就得出结果的？就算有个跳转表也是需要经过多次的比较才可以找到相应的位置的不是吗？毕竟是dumb compute，当没有给一个明确的指令时，只有通过不断的比较才可以得到结果。例如SQL的索引，索引的原理和switch差不多吧，只是原理到底是什么？

Answer 1

我们可以直接通过汇编代码来看：

void bob()

{

    int a = 1;

    switch(a)

    {

        case 1:

            std::cout<<"case 1"<<std::endl; break;

        case 2:

            std::cout<<"case 2"<<std::endl; break;

        case 3:

            std::cout<<"case 3"<<std::endl; break;

        default:

            std::cout<<"default case"<<std::endl; 

    }

}

汇编其中关键代码如下：可以看到case实际的比较顺序是2->3->1, 并不是代码的编写顺序：

0000000000400846 <_Z3bobv>:

  400846:>..55                   >..push   %rbp

  400847:>..48 89 e5             >..mov    %rsp,%rbp

  40084a:>..48 83 ec 10          >..sub    $0x10,%rsp

  40084e:>..c7 45 fc 01 00 00 00 >..movl   $0x1,-0x4(%rbp)

  400855:>..8b 45 fc             >..mov    -0x4(%rbp),%eax

  //先比较是否等于2， 如果是，则跳转到0x400885指令地址， 即case的输出语句；

  400858:>..83 f8 02             >..cmp    $0x2,%eax

  40085b:>..74 28                >..je     400885 <_Z3bobv+0x3f>

  //否则，继续比较是否等于3，

  40085d:>..83 f8 03             >..cmp    $0x3,%eax

  400860:>..74 41                >..je     4008a3 <_Z3bobv+0x5d>

  //最后比较是否等于1

  400862:>..83 f8 01             >..cmp    $0x1,%eax

  400865:>..75 5a                >..jne    4008c1 <_Z3bobv+0x7b>

  400867:>..be d4 09 40 00       >..mov    $0x4009d4,%esi

  40086c:>..bf 60 10 60 00       >..mov    $0x601060,%edi

  400871:>..e8 9a fe ff ff       >..callq  400710 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_>

  400876:>..be 30 07 40 00       >..mov    $0x400730,%esi

  40087b:>..48 89 c7             >..mov    %rax,%rdi

  40087e:>..e8 9d fe ff ff       >..callq  400720 <_ZNSolsEPFRSoS_E@plt>

  400883:>..eb 58                >..jmp    4008dd <_Z3bobv+0x97>

  400885:>..be db 09 40 00       >..mov    $0x4009db,%esi

  40088a:>..bf 60 10 60 00       >..mov    $0x601060,%edi

  40088f:>..e8 7c fe ff ff       >..callq  400710 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_>

  400894:>..be 30 07 40 00       >..mov    $0x400730,%esi

  400899:>..48 89 c7             >..mov    %rax,%rdi

  40089c:>..e8 7f fe ff ff       >..callq  400720 <_ZNSolsEPFRSoS_E@plt>

  4008a1:>..eb 3a                >..jmp    4008dd <_Z3bobv+0x97>

  4008a3:>..be db 09 40 00       >..mov    $0x4009db,%esi

  4008a8:>..bf 60 10 60 00       >..mov    $0x601060,%edi

  4008ad:>..e8 5e fe ff ff       >..callq  400710 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_>

  4008b2:>..be 30 07 40 00       >..mov    $0x400730,%esi

  4008b7:>..48 89 c7             >..mov    %rax,%rdi

  4008ba:>..e8 61 fe ff ff       >..callq  400720 <_ZNSolsEPFRSoS_E@plt>

  4008bf:>..eb 1c                >..jmp    4008dd <_Z3bobv+0x97>

  4008c1:>..be e2 09 40 00       >..mov    $0x4009e2,%esi

  40092c:       c9                      leaveq 

  40092d:       c3                      retq   

至于为什么是这个顺序，没有研究过，这是编译器层面的处理了，可以一起学习下，