为什么这个 C + + 程序如此之快？
我编写了一个小基准来比较 Python、 Ruby、 JavaScript 和 C + + 的不同解释器/编译器的性能。 正如预期的那样，(经过优化的) C + + 打败了脚本语言，但是它这样做的因素是难以置信的高。
结果是:
sven@jet:~/tmp/js$ time node bla.js # * JavaScript with node *
0
real 0m1.222s
user 0m1.190s
sys 0m0.015s
sven@jet:~/tmp/js$ time ruby foo.rb # * Ruby *
0
real 0m52.428s
user 0m52.395s
sys 0m0.028s
sven@jet:~/tmp/js$ time python blub.py # * Python with CPython *
0
real 1m16.480s
user 1m16.371s
sys 0m0.080s
sven@jet:~/tmp/js$ time pypy blub.py # * Python with PyPy *
0
real 0m4.707s
user 0m4.579s
sys 0m0.028s
sven@jet:~/tmp/js$ time ./cpp_non_optimized 1000 1000000 # * C++ with -O0 (gcc) *
0
real 0m1.702s
user 0m1.699s
sys 0m0.002s
sven@jet:~/tmp/js$ time ./cpp_optimized 1000 1000000 # * C++ with -O3 (gcc) *
0
real 0m0.003s # (!!!) <---------------------------------- WHY?
user 0m0.002s
sys 0m0.002s
我想知道是否有人可以解释一下为什么优化后的 c + + 代码比其他代码快了三数量级。
C + + 基准测试使用命令行参数，以防止在编译时预先计算结果。
下面，我放置了不同语言基准测试的源代码，它们在语义上应该是等价的。 此外，我还为优化的 C + + 编译器输出提供了汇编代码(使用 gcc)。 当查看优化的程序集时，似乎编译器将基准测试中的两个循环合并为一个循环，但是，仍然存在一个循环！
JavaScript:
var s = 0;
var outer = 1000;
var inner = 1000000;
for (var i = 0; i < outer; ++i) {
for (var j = 0; j < inner; ++j) {
++s;
}
s -= inner;
}
console.log(s);
巨蟒:
s = 0
outer = 1000
inner = 1000000
for _ in xrange(outer):
for _ in xrange(inner):
s += 1
s -= inner
print s
露比:
s = 0
outer = 1000
inner = 1000000
outer_end = outer - 1
inner_end = inner - 1
for i in 0..outer_end
for j in 0..inner_end
s = s + 1
end
s = s - inner
end
puts s
C + + :
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdint>
int main(int argc, char* argv[]) {
uint32_t s = 0;
uint32_t outer = atoi(argv[1]);
uint32_t inner = atoi(argv[2]);
for (uint32_t i = 0; i < outer; ++i) {
for (uint32_t j = 0; j < inner; ++j)
++s;
s -= inner;
}
std::cout << s << std::endl;
return 0;
}
汇编(在用 gcc-S-O3-std = c + + 0x 编译上面的 C + + 代码时) :
.file "bar.cpp"
.section .text.startup,"ax",@progbits
.p2align 4,,15
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB1266:
.cfi_startproc
pushq %r12
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 12, -16
movl $10, %edx
movq %rsi, %r12
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 24
.cfi_offset 6, -24
pushq %rbx
.cfi_def_cfa_offset 32
.cfi_offset 3, -32
movq 8(%rsi), %rdi
xorl %esi, %esi
call strtol
movq 16(%r12), %rdi
movq %rax, %rbp
xorl %esi, %esi
movl $10, %edx
call strtol
testl %ebp, %ebp
je .L6
movl %ebp, %ebx
xorl %eax, %eax
xorl %edx, %edx
.p2align 4,,10
.p2align 3
.L3: # <--- Here is the loop
addl $1, %eax # <---
cmpl %eax, %ebx # <---
ja .L3 # <---
.L2:
movl %edx, %esi
movl $_ZSt4cout, %edi
call _ZNSo9_M_insertImEERSoT_
movq %rax, %rdi
call _ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_
popq %rbx
.cfi_remember_state
.cfi_def_cfa_offset 24
popq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
xorl %eax, %eax
popq %r12
.cfi_def_cfa_offset 8
ret
.L6:
.cfi_restore_state
xorl %edx, %edx
jmp .L2
.cfi_endproc
.LFE1266:
.size main, .-main
.p2align 4,,15
.type _GLOBAL__sub_I_main, @function
_GLOBAL__sub_I_main:
.LFB1420:
.cfi_startproc
subq $8, %rsp
.cfi_def_cfa_offset 16
movl $_ZStL8__ioinit, %edi
call _ZNSt8ios_base4InitC1Ev
movl $__dso_handle, %edx
movl $_ZStL8__ioinit, %esi
movl $_ZNSt8ios_base4InitD1Ev, %edi
addq $8, %rsp
.cfi_def_cfa_offset 8
jmp __cxa_atexit
.cfi_endproc
.LFE1420:
.size _GLOBAL__sub_I_main, .-_GLOBAL__sub_I_main
.section .init_array,"aw"
.align 8
.quad _GLOBAL__sub_I_main
.local _ZStL8__ioinit
.comm _ZStL8__ioinit,1,1
.hidden __dso_handle
.ident "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
最佳答案