java 高性能运算--switch 替代方案

本文探讨了Java中使用switch语句的性能问题,并提出了一种利用数组替代switch的优化方案,通过直接索引访问来提高执行效率。

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Java 原生的语法糖中存在很多种 易于阅读,效率略低的方案,我们可以适当改写。

比如 switch 语法糖。

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int re = 0;
for(int i=0;i<10000000;i++){
re = switch(i);
}

protected int switch(int z){
int i = z%10+1;
switch(i){
case 1: return 3;
case 2:return 6;
case 3:return 7;
case 4:return 8;
case 5:return 10;
case 6:return 16;
case 7:return 18;
case 8:return 20;
default:return -1;
}
}


switch 本身的性能并不差,但是仍存在可以提高的空间,尤其在随机次数比较大的高频调用中。

我们可以换一种思路,来取得比较可观的效果。


int re = 0;
int [] sw = new int[]{3,6,7,8,10,16,18,20};
for(int i=0;i<100000000;i++){
re = arrayInt(sw,i);
}

protected int arrayInt(int []sw,int z){
int i = z%10+1;

if(i>7 || i<1){
return -1;// 缺省值
}else{
return sw[i];
}
}


这种思路 相比与switch 分支判断来说,效率有所提升,因为对数据的随机访问是非常快的。
### Java 中使用位运算实现 if 条件判断 在Java中,虽然`if`条件分支语句是最常见的控制流结构之一[^1],但在某些特定场景下也可以利用位运算来替代传统的布尔逻辑操作。这不仅能够提升性能,在嵌入式开发或对效率极度敏感的应用中有显著优势。 #### 方一:直接比较二进制位 当变量仅限于表示两种状态(如开关量),可以直接通过按位与(&)操作符检测某一位是否被设置: ```java // 假设flag是一个整型标志位,最低位代表某种特性是否存在 int flag = 5; // 即...0101 (二进制) boolean hasFeature; hasFeature = (flag & 1) != 0; System.out.println(hasFeature ? "存在该特征" : "不存在该特征"); ``` 这里`(flag & 1)`用于检查最右边的一位是否为1;如果不是,则说明此位置上的比特未置位,即对应的属性不存在。 #### 方二:组合多位作为掩码 对于更复杂的情况——比如要同时考虑多个独立的真/假选项时,可以定义一个多比特的掩码(mask),并用它来进行批量测试: ```java final int FEATURE_A = 1 << 0; // ...0001 表示第一个功能开启与否 final int FEATURE_B = 1 << 1; // ...0010 表示第二个功能开启与否 final int FEATURES_MASK = FEATURE_A | FEATURE_B; int flags = FEATURE_A | FEATURE_B; // 同时启用两个功能 // 判断flags里是否有指定的功能集 if ((flags & FEATURES_MASK) == FEATURES_MASK){ System.out.println("所有预期的功能均已激活"); } ``` 上述例子展示了如何创建一个由若干个单独位组成的复合条件,并一次性验证这些条件是否全部满足。 #### 方三:结合其他算术运算 有时还可以将位移和其他基本运算结合起来构建更为复杂的判定逻辑。例如下面的例子实现了基于优先级的选择机制: ```java enum Priority { LOW, MEDIUM, HIGH } Priority getHighestPriority(int priorities){ return switch((priorities >>> 2) & 7){ // 取出高三位做进一步处理 case 7 -> Priority.HIGH; default -> null; }; } ``` 在这个片段中,先右移两位以获取较高有效位的信息,再应用按位与(`&`)限定范围至三个可能的状态值之间转换成枚举形式返回最高级别。 综上所述,尽管传统意义上的`if`语句仍然是首选方案,但对于追求极致优化或是特殊需求场合而言,合理运用位运算是可行且有效的解决方案之一。
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