C# Switch 语句的性能和类型限制是什么？

C# Switch 语句的局限性分析

C# 的 switch 语句虽然提供了方便易用的程序流程控制方式，但它也存在一些特定的限制：

整型开关表达式

switch 语句的 case 表达式必须是整型值，即基本数据类型。这一限制源于底层的公共中间语言 (CIL) switch 指令，该指令需要跳转表机制。

相邻 Case 语句

具有连续整数值的相邻 case 语句允许通过跳转表实现高效的 CIL switch 实现。然而，不相邻的 case 会降低效率，可能导致 if-else-if 结构或二叉树搜索。

性能影响

C# 中 switch 语句的性能取决于编译器的优化和具体场景。使用 CILDASM 可以确认：

• 相邻 case 的 switch 使用 CIL switch 指令，复杂度为 O(1)。
• 不相邻 case 的 switch 使用二叉树搜索，复杂度为 O(log n)。
• 稀疏 case 的 switch 可能需要在字典中进行初始查找，从而引入额外的开销。

字符串类型排除

switch 语句不能直接处理字符串 case 表达式。它们通常依赖于基于字典的查找，这可能会影响性能。

理论上的考虑

一些人可能会认为 switch 语句应该支持任何类型和 case 表达式。然而，效率和可维护性之间的权衡使得当前的设计成为合理的折衷方案。

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