过长的if-else分支结构优化

最新推荐文章于 2022-09-02 13:57:00 发布

阏男秀

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分类专栏： C语言算法文章标签：算法分支结构优化

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本文介绍了一种使用函数表来替代冗长的if-else多分支结构的方法，通过狼、羊和菜过河问题的具体实现案例，展示了如何减少代码复杂度，并保持良好的可扩展性和可维护性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在编写代码中，有时候会需要if-else分支。

当需要多重筛选时，就会用到多分支结构：

if(条件1)
{
    分支流程1
}
else if(条件2)
{
    分支流程2
}
……
else
{
    分支流程n
}

过长的多分支结构常被视为软件中的不良结构，因为它违背了OCP原则（开放、封闭原则），每当需要新增一种条件判断处理时，就要新增一个if-else分支。

在很多情况下，使用函数表结构是避免过长的分支结构的有效方法，下面以「狼、羊和菜过河」问题的求解算法中用到函数表结构代替过长的多分支结构的例子。农夫一共可以采取8种动作，每种动作都对应一个状态转变处理流程。如果采用if-else多分支结构，处理状态转换的代码将会非常长，为了避免过长的分支跳转代码，算法采用了函数表结构。首先声明函数表项的定义：

typedef bool (*ProcessFuncPtr)(const ItemState& current, ItemState& next);
struct ActionProcess{
    Action act;
    ProcessNextFuncPtr processFunc;
}

然后分别为农夫的8个动作指定处理函数，得到函数的定义：

ActionProcess actMap[]=
{
    {FARMER_GO, ProcessFarmerGo},
    {FARMER_GO_TAKE_WOLF, ProcessFarmerGoTakeWolf},
    {FARMER_GO_TAKE_SHEEP, ProcessFarmerGoTakeSheep},
    {FARMER_GO_VEGETABLE, ProcessFarmerGoVegetable},
    {FARMER_BACK, ProcessFarmerBack},
    {FARMER_BACK_TAKE_WOLF, ProcessFarmerBackTakeWolf},
    {FARMER_BACK_TAKE_SHEEP, ProcessFarmerBackTakeSheep},
    {FARMER_BACK_TAKE_VEGETABLE, ProcessFarmerBackVegetable},
};

如果用if-else结构，处理状态转换可能需要30多行代码，而利用这个函数表，处理状态转换的代码只有几行：

ItemState next;
for(int i=0;i<sizeof(actMap)/sizeof(actMap[0]);i++)
{
    if(actMap[i].act == action)
    {
         actMap[i].processFunc(current, next);
         break;
    }
}

如果将这个函数表存入一个关联容器（比如std:map）中，则循环体的代码都可以省去。如果随着算法演化，有新的动作需要处理，则只需要在函数表中添加新的条目即可，状态转换的代码不需要做任何改动。

——摘自王晓华的《算法的乐趣》2.1.3章节