Cでプログラムを書いているとよく出会う場面（いやCじゃなくてもよく出会う）
#define OPTION_A (1) #define OPTION_B (2) #define OPTION_C (3) #define OPTION_D (4) #define OPTION_E (5) int exec_command( int cmd, int args, char** argv ){ switch(cmd){ case OPTION_A: do_a(args, argv); break; case OPTION_B: do_b(args, argv); break; case OPTION_C: do_c(args, argv); break; case OPTION_D: do_d(args, argv); break; case OPTION_E: do_e(args, argv); break; default: some_error(); break; } }
これなんか気持ち悪いよねえとか思う程度です。
要はコマンドで数値が飛んでくるとそれに応じて処理を分けたいのです。でもコンパイラがどれくらい賢いのかよくわからないので、とりあえずgcc -Sしてみたら
.globl _exec_command _exec_command: LFB8: pushq %rbp LCFI12: movq %rsp, %rbp LCFI13: subq $16, %rsp LCFI14: movl %edi, -4(%rbp) movl %esi, -8(%rbp) movq %rdx, -16(%rbp) cmpl $5, -4(%rbp) ja L14 mov -4(%rbp), %eax leaq 0(,%rax,4), %rdx leaq L20(%rip), %rax leaq (%rdx,%rax), %rax movl (%rax), %eax movslq %eax,%rdx leaq L20(%rip), %rax leaq (%rdx,%rax), %rax jmp *%rax .align 2,0x90 L20: .long L14-L20 .long L15-L20 .long L16-L20 .long L17-L20 .long L18-L20 .long L19-L20 L15: movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi movl $0, %eax call _do_a jmp L22 L16: movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi movl $0, %eax call _do_b jmp L22 L17: movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi movl $0, %eax call _do_c jmp L22 L18: movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi movl $0, %eax call _do_d jmp L22 L19: movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi movl $0, %eax call _do_e jmp L22 L14: movl $0, %eax call _some_error L22: leave ret LFE8:
という感じのながーいアセンブラになってしまう。ふつう最適化ってアセンブラにするまでが勝負なので（そうだよね？）、こんだけいろいろ命令が入ってたら遅そうだよネェ。
というわけでオレオレ速くする方法（ジョーシキかもね？）。
typedef void(*dispatch_t)(int, char**); static dispatch_t d[6]={ 0, do_a, do_b, do_c, do_d, do_e }; void exec_command2( int cmd, int args, char** argv ){ d[cmd](args, argv); }
配列作っといて、intなコマンドがダイレクトにその関数を見つけられるようにする。オラ、デザインパターンとかアセンブラとかよくわかんないけど、こっちの方がアセンブラコードが短けえぞ！！
_d: .quad 0 .quad _do_a .quad _do_b .quad _do_c .quad _do_d .quad _do_e .text .globl _exec_command2 _exec_command2: LFB9: pushq %rbp LCFI15: movq %rsp, %rbp LCFI16: subq $16, %rsp LCFI17: movl %edi, -4(%rbp) movl %esi, -8(%rbp) movq %rdx, -16(%rbp) movl -4(%rbp), %eax cltq leaq 0(,%rax,8), %rdx leaq _d(%rip), %rax leaq (%rdx,%rax), %rax movq (%rax), %rax movq -16(%rbp), %rsi movl -8(%rbp), %edi call *%rax leave ret
どうです？短いでしょ？きっと速くなってるはず。こういうのをディスパッチャパターンと名づけようかと。有能な上司は短い時間でディスパッチ先を探索して仕事をディスパッチしますが、無能な上司は「Aに頼んでダメだったらBに言ってみるか、いやBもタスク詰まってるからCかなぁ」とか考えたりします。間違った上司は常にAさんに仕事をディスパッチします。
アセンブリのシンタックスハイライトはやってくんない感じだ。みにくくてすいません。あれ、何のハナシだっけ。
あ、そうそう繰り返して試してみた。256*1024*1024回くらい。でも1~6で決め打ちなんだけど、値によって速度に差が出たり出なかったりで良く分からんですね。うーん。マシン語まで読めたらいいんだけどな。読める気がしないっていう
shuna:tmp kuenishi$ time ./a.out
real 0m2.503s
user 0m2.499s
sys 0m0.003s
shuna:tmp kuenishi$ fg
emacs sw.c[1]+ Stopped emacs sw.c
shuna:tmp kuenishi$ gcc sw.c
shuna:tmp kuenishi$ time ./a.outreal 0m2.303s
user 0m2.298s
sys 0m0.003s
（追記）
もともとのコードがメチャクチャ速かったのは後者のバージョンがSEGVしてたからだったｗ（これはひどい）。つまり配列のインデックスを適当に入れてたからです。もっぺんセグフォしない版できちんとやったら、差は.2秒くらいでしたね。つまり、教訓として
- switch文を使わないディスパッチャパターンによる高速化は長さにもよるけど、このケース最悪の場合では10%くらい
- ディスパッチャパターンを使うときはバグを仕込みやすい（default: などと書けない上にジャンプ先のアドレスが不正になってしまい下手するとデバッガで追いかけにくい）
- あー、あとインライン化されない。
