神奇的 Duff's device

C 语言编程领域，达夫设备（Duff's device）是一种将循环展开执行，从而提高执行效率的一种技术方法。

汤姆·达夫于 1983 年 11 月发明了这种方法，可能是迄今为止利用 C 语言 switch 语句特性所作的最巧妙的实现。

通过一个简单的例子，来理解一下什么是 Duff's device.

比如，一个循环复制的函数实现(只是例子，不考虑 memcpy)：

void send( int * to, int * from, int count) {
	for (int i = 0; i < count; i++) {
		*to++ = *from++;
	}
}

如果 count 是 10000，那么就需要循环 10000 次。这么多次数的循环，对 CPU 利用率并不高。

用 Duff's device 方法改写后的代码，展示如下：

void send( int * to, int * from, int count) {    int n = (count + 7 ) / 8;    switch (count % 8 ) {    case 0 :    do { * to ++ = * from ++ ;    case 7 :          * to ++ = * from ++ ;    case 6 :          * to ++ = * from ++ ;    case 5 :          * to ++ = * from ++ ;    case 4 :          * to ++ = * from ++ ;    case 3 :          * to ++ = * from ++ ;    case 2 :          * to ++ = * from ++ ;    case 1 :          * to ++ = * from ++ ;           } while (--n > 0);    }  }

上面的代码中，使用了 C 语言的一个隐晦的能力，switch case + do while 组合，这个就是达夫设备（Duff's device)。

如果 count 为 10000，那么之前的代码需要循环 10000 次，而用 Duff' device 改写后，只需要 1250 次循环即可。

实现机理解析：

C 语言对 switch 语句的规范是比较松的，在 switch 控制语句内，条件标号（case）可以出现在任意子语句之前，充作其前缀。

此外若未加入 break 语句，则 switch 语句根据条件判定，跳转到对应的标号，并在开始执行后，控制流会一直执行到 switch 嵌套语句的末尾。

另一方面，C 语言本身也对跳转到循环内部提供了支持，因而此处的 switch/case 语句便可跳转到循环内部。

C 语言的这个能力，是不是非常神奇？

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