从CPU执行计算机指令层面来看if...else和switch的区别

拼搏现实的明天。 2023-07-22 03:58 3阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *   *   *  基础概念：
                 *  简单熟悉
                 *  分析if...else和switch：

##### 基础概念： #####

*  程序的执行过程：程序（高级语言写的代码）-- 汇编语言 – 到机器语言（CPU可识别的机器代码）
 *  相关汇编语言词汇解释：  
    `mov`:*赋值操作，例：mov DWORD PTR \[rbp-0x4\],0x1;*  
    `jne`: *（jump if not equal 如果不等于就跳转），例：jne 4a <main+0x4a>*  
    `jmp`: *（jump）跳转，例：jmp 51 <main+0x51>*  
    `je`:*（jump if equal 如果等于则跳转），例：je 4a <main+0x4a>*  
    `cmp`:*（compare 比较），例：DWORD PTR \[rbp-0x4\],0x0*

##### 简单熟悉 #####

我们以c语言代码为例，我们先熟悉一下分析流程：

// test.c
    
    
    #include <time.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    int main()
    { 
      srand(time(NULL));
      int r = rand() % 2;
      int a = 10;
      if (r == 0)
      { 
        a = 1;
      } else { 
        a = 2;
      }
    }

**通过一下命令将代码转化为汇编代码，并打印出来：**  
`$ gcc -g -c test.c`  
`$ objdump -d -M intel -S test.o`

//其中左边的数字是机器代码，显然不是给人看的。右边是汇编代码，是给程序员看的，我们跟着序号看
        if (r == 0)
      3b:   83 7d fc 00             cmp    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0 //1.比较[rbp-ox4]和0x0，如果相等则将零标志条件码设置为1，反之为0
                                                                   //DWORD PTR 代表操作的数据类型是 32 位的整数。[rbp-ox4]表示r变量的内存地址
      3f:   75 09                   jne    4a <main+0x4a> //2.判断零标志条件码的结果，如果不是1则跳转到4a（在最左侧，代表行数），加载4a的地址的指令到CPU开始执行
        { 
            a = 1;
      41:   c7 45 f8 01 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],0x1 //3.如果在第2步没有跳转，那么将执行到这里。把0x1赋值给[rbp-0x8]地址代表的变量a
      48:   eb 07                   jmp    51 <main+0x51> //4.直接跳到51代表的行
        }
        else
        { 
            a = 2;
      4a:   c7 45 f8 02 00 00 00    mov    DWORD PTR [rbp-0x8],0x2 //5.把0x2赋值给[rbp-0x8]地址代表的变量a
      51:   b8 00 00 00 00          mov    eax,0x0 //6.结束，继续往下执行
        }

> 注：我们回过头去看前面的 if 条件，如果满足的话，在赋值的 mov 指令执行完成之后，有一个 jmp  
> 的无条件跳转指令。跳转的地址就是这一行的地址 51。我们的 main 函数没有设定返回值，而 mov eax, 0x0 其实就是给 main  
> 函数生成了一个默认的为 0 的返回值到累加器里面。if 条件里面的内容执行完成之后也会跳转到这里，和 else  
> 里的内容结束之后的位置是一样的。

##### 分析if…else和switch： #####

> 相比到这里，大家应该已经具备汇编语言的阅读能力了，可以尝试自己分析一下！

2段代码如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dmeDE1NTAyMTA0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
转化成汇编代码如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dmeDE1NTAyMTA0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
由于博主比较懒，大家就自己分析一下吧，希望大家能分析出来为什么我们在写代码的时候，3层判断以内if…else比switch优秀，大于3层的时候，则switch更优。有问题欢迎评论沟通！继续努力！

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dmeDE1NTAyMTA0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/e80525ac2bd7435e9f99c6d1e55b714b.png
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