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让你的代码更加优雅的编程技巧-跳转表(二)
2019-01-24 22:08:48 】 浏览:267
Tags:代码 更加 优雅 编程技巧
p;     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
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?

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