代码重构——表驱动替代if-else或者switch-case (C++版）

一、表驱动是什么？

表驱动是一种编程模式，是一种将输入变量作为索引在表里查找直接的结果或者处理函数，而不是用很多的逻辑语句来进行判断(比如if-else或者switch-case )。索引表可以是个数组、map或者其他高效率查找的数据结构。

二、表驱动实现方式

下面通过加减乘除来实现一个简易计算器，先用未优化的switch-case来实现：

#include <iostream>
#include <time.h>
 
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int subtraction(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int multiplication(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int division(int a, int b)
{
	assert(b != 0);
	return a / b;
}
 
int Calculator(char symbol, int a, int b)
{
	int ans = 0;
	switch (symbol)
	{
	case ' + ':
		ans = add(a, b);
		break;
	case ' - ':
		ans = subtraction(a, b);
		break;
	case ' * ':
		ans = multiplication(a, b);
		break;
	case ' / ':
		ans = division(a, b);
		break;
	default:
		std::cout << "wrong symbol" << std::endl;
		break;
	}
	return ans;
}
 
int main()
{
	int res = 0;
	clock_t startTimes = clock();
    // 一加一减，防止结果溢出
	for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
	{
		res = Calculator('+', res, i);
		res = Calculator('-', res, i);
	}
	clock_t endTimes = clock();
	std::cout << "switch cost times : " << (endTimes -startTimes)/ CLOCKS_PER_SEC << "ms." << std::endl;
	getchar();
	return 0;
}

接着，我们使用表驱动方式来做优化：

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <map>
 
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int subtraction(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int multiplication(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int division(int a, int b)
{
	assert(b != 0);
	return a / b;
}
// 定义函数指针
using func = int (*)(int, int);
 
int main()
{
	int res = 0;
	// 这里也可以用map来代替函数指针数组，但是小数据量上实际效果可能还没switch-case快
	func table[4];
	table['+'] = &add;
	table['-'] = &subtraction;
	table['*'] = &multiplication;
	table['/'] = &division;
	clock_t startTimes = clock();
	for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
	{
		res = table['+'](res, i);
		res = table['-'](res, i);
	}
	clock_t endTimes = clock();
	std::cout << "arrary table cost times : " << (endTimes - startTimes) / CLOCKS_PER_SEC << "ms." << std::endl;
	getchar();
	return 0;
}

 三、测试结果

switch cost times : 7 ms

arrary table cost times : 2 ms

 可以看到表驱动模式比switch-case要快很多。

四、总结

 表驱动方式代码量少，逻辑清晰，更符合设计模式思想，方便函数增添或者删除。但是在c++里需要用到函数指针、指针数组，对新手不友好。但是如果采用合理的索引表，在数据量较大的情况下可以有效提升程序运行速度。

                        
参考原文链接：

表驱动优化if-else[c++]_switch case 修改为c++驱动表-优快云博客