嵌套`if`s会提高性能吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】嵌套`if`s会提高性能吗？

【英文标题】：Does nesting `if`s increase performances?

【发布时间】：2012-12-14 21:25:53

【问题描述】：

如果我有这个代码：

if (isFoo() && isBar())

    ...

程序会先计算第一个条件，再计算第二个条件，然后判断是通过还是跳过下面的块。

但是，如果我像这样嵌套条件：

if (isFoo())
    if(isBar())
    
        ...
    

现在它检查第一个条件，如果它是假的，它不会打扰第二个条件。

如果第二个条件（作为一个函数）是一个耗时耗内存的猪，那么嵌套它似乎更好。

这是真的吗？我以前从未见过这样的代码，我在第一个示例之后做了一个假设，但 IMO 很有可能。

【问题讨论】：

见en.wikipedia.org/wiki/Short-circuit_evaluation

这当然不是“与语言无关的”，但大多数语言都会短路布尔值，并且这两个结构是相同的。

@WilliamPursell 感谢您的评论，我已经重新标记了这个问题（希望现在没有问题了）。

【参考方案1】：

我相信大多数编译器都会为你做这个优化。如果 && 的第一个条件为假，则不会执行第二个条件。

【参考方案2】：

所有现代语言都会短路任何 AND'ed 子句。所以，在你的例子中，如果 isFoo() 为假，它甚至不会检查 isBar()，它会退出 if 语句。

【讨论】：

不是任何 AND 的子句。有 AND 的子句不会被短路。

【参考方案3】：

程序会先计算第一个条件，然后再计算第二个条件，

不，不是在大多数现代语言中（例如 C、C++）。由于已知如果第一个条件为假，那么AND 表达式的值不可能是假以外的任何值，因此不计算第二部分。在这两种语言中，标准明确定义了这种优化（称为“短路评估”）。

【讨论】：

有不会短路的AND表达式

@SergeyS 请参阅 William Pursell 的评论。

【参考方案4】：

在 C#/C++ 和许多其他语言中，实际上有两个逻辑 AND 运算符：& 和 &&：

& 运算符将评估这两个条件

&& 运算符只会首先计算，如果它等于FALSE，则它会跳过表达式的第二部分。

这同样适用于逻辑 OR 运算符。有两个运算符：| 和||：

| 运算符将评估这两个条件

|| 运算符只会首先计算，如果它等于TRUE，则它会跳过表达式的第二部分。

所以，回答您的问题，在您的示例中，您使用的是&&，它将表现为两个嵌套的if

[EDIT]：好的，要找到使用 of | 的例子并不容易。和 &，我个人在最短代码竞赛中使用过它们））这是它们真正有用的地方（不是因为它们比 && 和 || 短）。还请考虑以下示例：

static bool LaunchFirstRocket()

    // Launching rocket if all is ok return true, or return false if we failed to launch it.


static bool LaunchSecondRocket()

    // Launching rocket if all is ok return true, or return false if we failed to launch it.
 

static void Main(string[] args)

    if (LaunchFirstRocket() & LaunchSecondRocket())
    
        Console.WriteLine("Both rockets have launched successfully!");
    

在这里，无论第一个方法的结果如何，我们都将强制执行这两种方法。如果第一颗火箭失败了，我们还想发射第二颗，这是我们的逻辑。是的，还有很多其他方法可以编写此类代码，但这只是教育目的的示例。

【讨论】：

这真的很有趣。有没有我宁愿使用& 或| 的方法？

您需要它们的情况很少见，但根据我的经验，我有这样的情况。我将在我的答案中添加示例

更新了，看看吧，也许这不是最好的例子，只是给个思路。

& 是按位与而不是逻辑运算符，通常在将两个整数“与”时使用它。

@ Christoffer - 不，在 C# 中它表示按位与和逻辑与。这些是分开的。前者的结果是整数，后者的结果是布尔值

【参考方案5】：

这取决于。正如其他人所指出的，在带有 short-circuit evaluation 的编译语言（例如 C 和 C++）中，两个版本都可能编译为完全相同的代码。

在某些解释型语言（例如 Perl）中，第二个版本实际上可能比第一个版本非常轻微慢，因为输入代码块的开销很小。例如，这个人工基准清楚地显示了差异：

use Benchmark ':all';
my $count = shift || 10_000_000;
our ($foo, $bar, $baz) = (1, 1, 1);
timethese( $count, 
    'and'    => 'if ($foo && $bar)  $baz++; ',
    'nested' => 'if ($foo)  if ($bar)  $baz++;  ',
);

输出：

Benchmark: timing 10000000 iterations of and, nested...
       and:  2 wallclock secs ( 2.41 usr +  0.00 sys =  2.41 CPU) @ 4149377.59/s (n=10000000)
    nested:  4 wallclock secs ( 3.54 usr +  0.00 sys =  3.54 CPU) @ 2824858.76/s (n=10000000)

当然，在实践中，差异可能完全是微不足道的，尤其是与开始使用解释语言的一般开销相比。

【参考方案6】：

这取决于编程语言。

大多数现代/流行语言都支持Short circuit evaluation，这意味着程序不会评估整个表达式，而是在获得整个表达式的结果后立即停止评估（其他人已经给出了示例）。

但也有例外

我知道不支持短路评估的两种语言是 Microsoft VB(6) 和 VB.NET。

VB6 根本不支持，所以这里嵌套Ifs 如果常用优化技术。 此外，在像

这样的表达式中

If Not rs Is Nothing And Not rs.EOF

不使用嵌套Ifs 会导致执行错误，而rs 是Nothing。

VB.NET 引入了两个支持短路评估的新逻辑运算符AndAlso 和OrElse。

标准 VB.NET And 和 Or 运算符不支持短路评估，这是新手开发人员常见的错误来源。

优化

在这两种情况下（语言支持而不是短路评估），您都可以检查 表达式按先求值的速度排序。

所以而不是（如果用户是女性，使用偶数键并且已登录，则检查 DB）：

if (db.getUserSex() == FEMALE && userKey % 2 == 0 && userKey % 2 && isUserLogged)

使用（检查是否登录（布尔），使用偶数键（算术运算符），最后检查数据库中的性别）：

if (isUserLogged && userKey % 2 == 0 && db.getUserSex() == FEMALE)