\appendix

\section{付録}

\subsection{Deep Dive - if と switch の根本的な違い}

初学者は\texttt{if}文と\texttt{switch}文の使い分けで困まる時があるようだ。
前述したとおり、どちらも条件分岐を行うことができる。

しかし、2つには文法以外に明確な違いがある。それは、\texttt{switch}文のほうが「圧倒的」に\\処理速度が速いというところである。
まず、その処理速度の違いを見てみる。

以下のPythonスクリプトで10万個の条件文を含むCソースコードを生成する：

\defaultlistingstyle
\lstinputlisting[language=Python,title={\texttt{if}文10万個}]{../programs/ifvswitch/gen-if.py}
\lstinputlisting[language=Python,title={\texttt{switch}文10万個}]{../programs/ifvswitch/gen-switch.py}

これらを実行し、Cソースコードを生成する：

\begin{lstlisting}
$ python gen-if.py
$ python gen-switch.py
\end{lstlisting}

\newpage

以下が生成されたソースコードの一部始終：

\lstinputlisting[language=C,title={\texttt{if}文10万個のソースコード},consecutivenumbers=false,linerange={1-8,199996-200010}]{../programs/ifvswitch/ifs.c}

\lstinputlisting[language=C,title={\texttt{switch}文10万個のソースコード},consecutivenumbers=false,linerange={1-8,99998-100011}]{../programs/ifvswitch/switch-case.c}

\begin{lstlisting}
// 検証に影響する最適化を無効にしてコンパイルする
$ gcc -O0 ifs.c -o ifs
$ gcc -O0 switch-case.c -o switch-case
\end{lstlisting}

生成物をタイマに通して実行する：

\begin{lstlisting}
$ time ./ifs

real   0m59.045s
user   0m58.444s
sys    0m0.001s

$ time ./switch-case

real   0m0.006s
user   0m0.004s
sys    0m0.002s
\end{lstlisting}

実行結果から\texttt{switch}文の方が\texttt{if}文の約9840倍も高速であると分かる。

では、なぜ\texttt{switch}文の方が速いのか。それは、比較演算の数にある。

\texttt{if}文はその数と同じ数の比較演算が使われている。
一方、\texttt{switch}文は比較に関する演算は一度しか行われない。

それぞれのバイナリを逆アセンブルする：

\begin{lstlisting}
$ objdump -Mintel -d ifs
$ objdump -Mintel -d switch-case
\end{lstlisting}