UCC编译器学习笔记19-CFANZ编程社区

switch case语句和if else语句到底有什么区别：

switch case语句要求case后必须是常量，因此要求更为严格，但是该语句的执行效率最高，可以认为在O（1）时间匹配到目标分支执行。这是为什么呢，看下面

switch (a)

case constant1: xx;

case constant2: xx;

case constant3: xx;

。。。

编译器把case语句后面的常量进行了表格化跳转，就是和地址直接绑定在了一块，这样可以直接跳转，如下：

case 0: xx;

case 1: xx;

case 2: xx;

这些语句，我只要编译器创建一个映射表，把case 0,1,2对应的语句地址，映射到一个递增地址空间，如果base为基地址，那么 jmp *swtchTable(a)这样，就可一步跳转到目标case地址了，不需要比较，然而if else的原理是需要逐一比较，所以效率低。比如a=2，那么直接跳转到base+2的地址执行，这个不就是case 2的语句地址嘛。

然而，如果case后的常量不是逐步增大的呢，如何做呢，如下：

如果我们遇到的是{1，2，20000，50}，相应的跳转表就得有20000个表项，其中大部

分的表项存放的是形如“BB12”这样的用于跳出switch语句的地址，这需要耗费相当大的

内存，此时我们不再构造一张跳转表，而是想把{1，2，20000，50}分成几段，每一段内的

各个数值彼此接近，例如我们可把{1，2，20000，50}分成3段{{1,2}，{50}，{20000}}。我

们制定一个标准，来衡量各数值彼此接近的程度，UCC编译器引入了一个“Case语句密度”

的概念，

Case语句密度＝Case语句数量/区间大小

例如，对于{1,2,20000,50}来说，其密度为(4/(20000-1))，这有点像人口密度的概念，反

映了人口的密集程度，而{1,2}的密度为2/(2-1)。为了方便代码生成，UCC编译器在语法分

析时，会把在同一switch语句的各case语句，按出现的先后顺序进行排列。而为了统计“Case

语句密度”，在语义检查时，会按各case语句的常量表达式数值，从小到大进行排列。因此，

每条case语句实际上会出两个链表中，UCC编译器用结构体astCaseStatement来描述一条

case语句，其中的next和nextCase域用于构造这样的两个链表。

struct astCaseStatement{

//按case语句在源代码中出现的先后顺序排列

struct astNode *next;

//按case语句的表达式数值从小到大排列

struct astCaseStatement *nextCase;

…..

}

当面对从小到大排列的{1，2，50，20000}时，UCC编译器要求每段的密度要大于

1/2，根据这个经验值，我们可以按以下步骤进行分段，

(1)第1个case语句就是一段，即{1}

(2)把第2个case语句加入{1}，则有{1,2}，其密度为2

(3)若把第3个case语句加入{1,2}，则有{1，2，50}，其密度为3/49，小于1/2，因此

我们新创建一段来存放50，即有了{{1，2}，{50}}

(4)若把第4个case语句加入{50}，则有{50,20000}，其密度也小于1/2，因此我们再

新创建一段来存放20000，即有了{{1，2}，{50}，{20000}}

若有一个整数val，我们要判断val是落在哪一段中，为了减少比较的次数，我们可以

采用二分查找的方法，即先看看val是否落在中间的那一段{50}，如果比中间段更小，就再

看看是否能在左侧的段{1，2}中；若更大，则看看是否落在右侧的段{20000}中。按这样思

路，我们可以产生如图5.3.4第23至38行的比较和跳转操作，而第39至50行的中间代码

仍然保持C源程序中case语句的先后顺序。我们还注意到，当某段中的case语句多于1条

时，UCC编译器会通过跳转表来进行跳转，如第34行所示。如果某段中只有一条case语句

且其左侧或右侧的段还没有被比较过，例如第23行的{50}，我们可产生形如第23至27行

的代码，即要处理“小于”、“大于”和“落在段中”这3种情况；而如果该段的左侧和右侧

的其他段都已被处理过，例如第36行的{20000}，我们可产生形如第36至38行的代码即可，

此时只要处理“等于”和“不等于”这2种情况。

UCC编译器学习笔记19_链表

switch语句的翻译是最难的，接下来看看for等语句，就简单多了，按照套路翻译即可，如下：

UCC编译器学习笔记19_编译器_02

比如for语句：

static void TranslateForStatement(AstStatement stmt)
{
    AstForStatement forStmt = AsFor(stmt);
    forStmt->loopBB = CreateBBlock();
    forStmt->contBB = CreateBBlock();
    forStmt->testBB = CreateBBlock();
    forStmt->nextBB = CreateBBlock();
    if (forStmt->initExpr)
    {
        TranslateExpression(forStmt->initExpr);
    }
    GenerateJump(forStmt->testBB);
    StartBBlock(forStmt->loopBB);
    TranslateStatement(forStmt->stmt);
    StartBBlock(forStmt->contBB);
    if (forStmt->incrExpr)
    {
        TranslateExpression(forStmt->incrExpr);
    }
    StartBBlock(forStmt->testBB);
    if (forStmt->expr)
    {
        TranslateBranch(forStmt->expr, forStmt->loopBB, forStmt->nextBB);
    }
    else
    {
        GenerateJump(forStmt->loopBB);
    }
    StartBBlock(forStmt->nextBB);
}