判断字符是否为数字的哪种C语言代码实现速度最快？

我有两个判断字符是否为数字的C语言函数，想知道哪种实现速度更快：

第一种实现：

bool isDigit(char c){
    uint8_t num = c - '0';
    if(num >= 0 && num <= 9) return true;
    return false;
}

第二种实现：

bool isDigit(char c){
    switch(c - '0'){
        case 0: return true;
        case 1: return true;
        case 2: return true;
        case 3: return true;
        case 4: return true;
        case 5: return true;
        case 6: return true;
        case 7: return true;
        case 8: return true;
        case 9: return true;
        default: return false;
    }
}

之前看到资料说switch比if更快，但仔细想下来，第二种代码看起来要逐个匹配case直到找到符合项，而第一种只需要两次比较，所以想搞清楚到底哪种更快。

先澄清一个常见误区：switch不一定是逐个匹配 #

现代编译器会对连续的case值做优化，比如把第二种实现转换成跳转表（jump table）——编译器会生成一个数组，每个元素对应case的跳转地址，执行时直接用c-'0'的结果作为索引，跳转到对应的代码块（直接返回true），如果索引超出0-9的范围，就跳转到default返回false。这种情况下，switch的执行是O(1)的，和数组索引一样快，完全没有逐个匹配的过程。

两种实现的性能对比 #

1. 开启编译器优化时（比如-O2或-O3）：
   编译器会把这两个函数都优化到极致——第一种的num >=0 && num <=9会被简化成num <=9（因为uint8_t本身就是无符号类型，不可能小于0），甚至直接生成范围判断的机器指令；第二种会被转换成跳转表或者和第一种类似的范围判断逻辑。最终两者生成的机器码可能几乎完全一致，性能没有差别。

2. 未开启优化时：
   第一种只需要一次减法+两次比较（实际编译器可能合并成一次范围比较），而第二种会变成逐个case的条件判断（比如对0到9依次做相等比较），这时候对于字符'9'，需要匹配10次才会返回，确实比第一种慢。

实际开发中的选择 #

这种极小的函数，编译器通常会自动做内联优化，把函数代码直接插入到调用的地方，性能差异可以忽略不计。这时候更应该优先考虑可读性：第一种代码简洁、逻辑清晰，维护成本低；第二种代码冗余，除了特殊场景（比如极端受限环境下的手动优化），完全没有必要使用。

额外注意点 #

第一种实现里用了uint8_t，需要注意char的符号性：如果你的编译器默认char是有符号类型，当输入字符的ASCII值小于'0'（比如0x7F之后的扩展字符），c-'0'会得到负数，转换成uint8_t后会变成一个大于127的无符号数，这时候num <=9的判断依然正确，不会影响结果。如果直接用char类型做判断，c-'0'可能为负数，这时候num >=0的判断就有意义了——不过编译器同样会优化掉多余的判断。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniel Muñoz