優化開關（x）中，x是作爲參數

Question

我必須調用f(0)和f(1)傳遞常數。
參數（0和1）被用於僅在開關的情況下（一個或多個）。
如何強制/導向編譯器優化出的switch-case（從「昂貴」到「便宜」下面版本）儘可能？

從godbolt demo，開關情況下的未優化的。

例子：昂貴

int f(int n) { 
    switch(n) { 
     case 0: { 
      return 5; 
     };break; 

     case 1: { 
      return 10; 
     };break; 
    } 

    return 15; 
} 

int main(){ 
    f(0); 
} 

例子：價格便宜（我的夢想）

int f0(){ 
    return 5; 
} 

int f1(){ 
    return 10; 
} 

int main(){ 
    f0(); 
} 

的更多信息： -

在實際情況中，有超過只有0和1 - 他們是枚舉類。
參數總是恆定在用戶的方面例如f(CALLBACK_BEGIN)，f(CALLBACK_END)。

爲什麼我不能只是f0（）/ f1（）？

我想將它分組爲單個函數，因爲我有時想創建一個傳遞函數。這是比較容易維護，如果我可以編寫它像： -

int g(int n){ .... } 
int f(int n){ return g(n); } 

這是比較容易維護比： -

int g0(){ .... } int g1(){ .... } 
int f0(){ return g0(); } 
int f1(){ return g1(); } 

我也喜歡避免模板，所以我不能使用的解決方案Optimize Template replacement of a switch。我的理由是： -

• 模板必須在標頭中實現。
• 我需要它在.cpp，所以我不得不間接它到另一個非模板函數。
  它變髒非常快。

過早優化？

在我的情況下，它被稱爲60 * 10000 +次/秒。

編輯

我誤解了godbolt演示的結果。它實際上是優化的。
（感謝M.M和伯努瓦指出來。）

EDIT2

接收兩個偉大的答案後，我測試了一下，發現的Visual C++是非常聰明的。
它可以優化的東西，如： -

int f(int p1,int p2){ 
    if(p1==0 && p2==1){ //zero cost 

    } 
} 
f(0,1); //inside main 

在現實情況下，有功能的間接3-5層，但Visual C++仍然可以找到！

的結果是類似的職位是一致的：Constant condition in a loop: compiler optimization

Answer 1

在您的演示通話f(0);在main被優化掉了，你可以從組裝看到main：

main: 
     mov  r0, #0 
     bx  lr 

代碼爲f(int)看起來已經非常優化了，我認爲調用一個函數而不是發佈一個彙編指令會更不理想。

Answer 2

一個簡單的解決方案是讓你的函數constexpr，它可以緩解優化很多。

// v--- that 
constexpr int f(int n) { 
    switch(n) { 
     case 0: { 
      return 5; 
     };break; 

     case 1: { 
      return 10; 
     };break; 
    } 

    return 15; 
} 

這使得函數在編譯時可調用。如果傳遞的參數是constexpr值，則可以在編譯過程中由編譯器執行該函數。由於您將枚舉值作爲參數傳遞，因此很可能在編譯時執行該函數。

如果您重功能需要一些運行時的值，試圖分析出可能被constexpr標記的部分，也許還可以利用模板（他們真的是使代碼更快有用！）

constexpr int const_part_of_f(int n) { 
    switch(n) { 
     case 0: { 
      return 5; 
     };break; 

     case 1: { 
      return 10; 
     };break; 
    } 
} 

template<int n> 
int f() { 
    if (get_runtime_value()) { 
     // Since `n` is a compile time constant, the result of `const_part_of_f` is 
     // evaluated at compile time, even if `f` is not a constexpr function. 
     return const_part_of_f(n) 
    } 

    return 15; 
} 

如果你真的想幫助優化器，避免過多的內存分配。例如，如果您需要編譯時已知的特定大小的數組，請使用std::array而不是std::vector。

正如其他用戶指出的那樣，二進制文件擴展名是初始化iostream全局變量。但是，這並不否認constexpr函數更容易被編譯器優化的事實。

Answer 3

有了模板，你可能是你的夢想近了

template <int N> int f(); 

template <> int f<0>() { return 5; } 
template <> int f<1>() { return 10; } 

int main(){ 
    f<0>(); 
} 

或C++ 17，與constexpr如果

template <int N> int f() 
{ 
    static_assert(N == 0 || N == 1); 

    if constexpr (N == 0) { 
     return 5; 
    } else if constexpr (N == 1) { 
     return 10; 
    } 
}