专栏首页编程珠玑让你的代码更加优雅的编程技巧-跳转表

让你的代码更加优雅的编程技巧-跳转表

初始版本

让我们实现一个简易计算器,我们首先能想到的方式是什么?switch语句或者if else语句。没错,初学就会想到的两种方式,我们来看看这种方式如何实现。这里我们选择switch语句,并且定义一个操作类型,用户选择操作类型与操作类型匹配时,选择对应的处理函数进行处理,calc1.c代码如下:

/*calc1.c*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*将操作定义为枚举类型*/
typedef enum
{
    OP_ADD = 0,
    OP_SUB,
    OP_MUL,
    OP_DIV,
}OP_TYPE;
/*加减乘除处理函数*/
double ADD(double op1,double op2)
{
    return op1+op2;
}
double SUB(double op1,double op2)
{
    return op1-op2;
}
double MUL(double op1,double op2)
{
    return op1*op2;
}
double DIV(double op1,double op2)
{
    return op1/op2;
}
double calc(int op,double op1,double op2)
{
    /*使用switch,根据操作类型,选择操作*/
    double result = 0;
    switch(op)
    {
        case OP_ADD:
        {
            result = ADD(op1,op2);
            break;
        }
        case OP_SUB:
        {
            result = SUB(op1,op2);
            break;
        }
        case OP_MUL:
        {
            result = MUL(op1,op2);
            break;
        }
        case OP_DIV:
        {
            result = DIV(op1,op2);
            break;
        }
        default:
        {
            printf("unsupport opration\n");
            break;
        }
    }
    return result;
}

int main(int argc,char *argv[])
{  
    if(4 > argc)
    {
        printf("usage:op num1 num2\n");
        printf("op[0:add,1:sub,2:mul;3:div]\n");
        return 0;
    }
    int op = atoi(argv[1]);
    double op1 = atof(argv[2]);
    double op2 = atof(argv[3]);
    printf("op:%d,op1:%.1f,op2:%.1f\n",op,op1,op2);
    double result = calc(op,op1,op2);
    printf("result is %.1f\n",result);
    return 0;
}

除去编译器对switch进行优化的情况,这种设计方式有以下几个缺点:

  • 操作增加时,代码增加,case语句将变得冗长。
  • 操作增加时,分支增加,处理对应操作的时间将会增长。
  • 代码可维护性较差。

我们观察代码会发现,每增加一种操作,就需要增加一个分支,当操作越来越多的时候calc函数将会变得冗长且不易维护。并且如果没有编译器优化,由于在找到最终匹配的之前,每一个case语句都需要执行,因此可能将导致运行时间变长。

函数跳转表版本

既然每一个操作对应一个函数,那么完全可以定义一个函数指针数组,而每个操作对应一个下标值,只要知道下标值,很快就可以找到对应的函数。我们都知道,数组下标方式访问数据效率是很高的。该版本实现如下:

calc2.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*将操作定义为枚举类型*/
typedef enum
{
    OP_ADD = 0,
    OP_SUB,
    OP_MUL,
    OP_DIV,
}OP_TYPE;
/*入参为double,出参为double的函数指针*/
typedef double (*OP_FUNC)(double,double);


typedef struct OP_STRUCT
{
    OP_TYPE opType;//操作类型
    OP_FUNC opFun; //操作函数
}OP_STRUCT;
/*加减乘除处理函数与calc1.c相同,这里省略,可自行添加*/

/*函数跳转表*/
static OP_STRUCT g_opStruct[] = 
{
    {OP_ADD ,ADD},
    {OP_SUB ,SUB},
    {OP_MUL ,MUL},
    {OP_DIV ,DIV},
};
/*最大操作数量*/
static int g_opNum = sizeof(g_opStruct)/sizeof(OP_STRUCT);
double calc(int op,double op1,double op2)
{
    if(op >= g_opNum || op < 0)
    {  
        printf("unknow opration\n");
        return 0;
    }
    /*根据操作类型直接选择操作函数*/
    return g_opStruct[op].opFun(op1,op2);
}

/*main函数与calc1.c相同,这里省略*/

calc函数中,直接根据操作类型而选择需要的操作处理函数。时间复杂度为O(1)。另外,当需要新增一种操作时,不需要修改calc函数,只需要在函数表g_opStruct中增加一种操作即可。而操作处理是一个返回值为double,入参为两个double的函数,因此使用:

typedef double (*OP_FUNC)(double,double);

将该类型函数指针定义为OP_FUNC,方面后面的使用。

另外,还可以看到calc函数很简洁,关键代码只有一行

总结

本文的例子有很多可以优化的地方,例如异常时返回0,可能被当成结果等等,这里只是用switch语句和跳转表作简单的示例。而对于同类型的分支处理,完全可以考虑使用跳转表的方式,使用跳转表还需要注意的一点就是数组越界

当然跳转表只是一种思路,它并不是在所有情况下都可以替代switch语句,可根据实际情况决定是否需要使用。

思考

为什么在说明第一个版本的简易计算器的时候,强调:除去编译器对switch进行优化的情况?

本文分享自微信公众号 - 编程珠玑(shouwangxiansheng),作者:守望先生

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-01-23

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • set中如何存储自定义对象?

    假设你已经在C++中使用过set,那么你应该知道,set中存储的元素是去重的。比如:

    编程珠玑
  • 什么是全局变量,局部变量,静态全局变量,静态局部变量

    这些是编程语言中的基本概念,如果你还不是非常明确地清楚标题的问题,并且不知道作用域,链接属性,存储期等概念的具体含义,那么本文你不该错过。为了更加清晰的理解我们...

    编程珠玑
  • 什么是优先队列?

    我们之前已经介绍过《如何自己实现一个队列》,它们是先入先出的,这很容易用平常的排队来理解。但是如果这个队列要支持有紧急情况的人先出队呢?原先那种队列就不再适用了...

    编程珠玑
  • 2018年9月25日python的web框架Django入门的理论知识

    1、什么是软件     软件就是解决某一问题或者某类问题的指令集合,是一个工具,是一个进程,是程序。

    武军超
  • 【Vue】详解Vue组件系统

    Vue渲染的两大基础方式 new 一个Vue的实例 这个我们一般会使用在挂载根节点这一初始化操作上: new Vue({ el: '#app' }) 注册组...

    外婆的彭湖湾
  • 企业级memcached部署(session共享)

    服务端部署 第一个里程碑:安装依赖关系       Memcache用到了libevent这个库用于Socket的处理。 1 [root@nfs01 ~]# ...

    惨绿少年
  • SSRF原理实战及修复方式

    SSRF定义 SSRF(Server-Side Request Forgery:服务器端请求伪造) 是一种由攻击者构造形成由服务端发起请求的一个安全漏洞。一般情...

    Gcow安全团队
  • SSRF原理实战及修复方式

    SSRF(Server-Side Request Forgery:服务器端请求伪造) 是一种由攻击者构造形成由服务端发起请求的一个安全漏洞。一般情况下,SSRF...

    cn0sec
  • 如何分析一家上市公司的人效财务数据

    我们在做人效分析的时候,都绕不开公司的财务的数据分析,因为我们的人效都是建立在公司的财务数据的基础上的,所以说为什么人效是体现人力资源价值的一个关键的指标,因...

    王佩军
  • 高性能网站建设指南-前端性能优化(一)

    版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 by-sa 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

    奋飛

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券