Question

我有一个简单的C＃和C ++代码，用于计算点积的总和。

C＃代码是：

using System;

namespace DotPerfTestCS
{
    class Program
    {
        struct Point3D
        {
            public double X, Y, Z;

            public Point3D(double x, double y, double z)
            {
                X = x;
                Y = y;
                Z = z;
            }
        }

        static void RunTest()
        {
            unchecked
            {
                const int numPoints = 100000;
                const int numIters = 100000000;

                Point3D[] pts = new Point3D[numPoints];
                for (int i = 0; i < numPoints; i++) pts[i] = new Point3D(i, i + 1, i + 2);

                var begin = DateTime.Now;
                double sum = 0.0;
                var u = new Point3D(1, 2, 3);
                for (int i = 0; i < numIters; i++)
                {
                    var v = pts[i % numPoints];
                    sum += u.X * v.X + u.Y * v.Y + u.Z * v.Z;
                }
                var end = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Sum: {0} Time elapsed: {1} ms", sum, (end - begin).TotalMilliseconds);
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++) RunTest();
        }
    }
}

和C ++是

#include <iostream>
#include <vector>
#include <time.h>

using namespace std;

typedef struct point3d
{
    double x, y, z;

    point3d(double x, double y, double z)
    {
        this->x = x;
        this->y = y;
        this->z = z;
    }
} point3d_t;

double diffclock(clock_t clock1,clock_t clock2)
{
    double diffticks=clock1-clock2;
    double diffms=(diffticks*10)/CLOCKS_PER_SEC;
    return diffms;
}

void runTest()
{
    const int numPoints = 100000;
    const int numIters = 100000000;

    vector<point3d_t> pts;
    for (int i = 0; i < numPoints; i++) pts.push_back(point3d_t(i, i + 1, i + 2));

    auto begin = clock();
    double sum = 0.0, dum = 0.0;
    point3d_t u(1, 2, 3);
    for (int i = 0; i < numIters; i++) 
    {
        point3d_t v = pts[i % numPoints];
        sum += u.x * v.x + u.y * v.y + u.z * v.z;
    }
    auto end = clock();
    cout << "Sum: " << sum << " Time elapsed: " << double(diffclock(end,begin)) << " ms" << endl;

}

int main()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++) runTest();
    return 0;
}

C＃版本（发布x86，优化开启，x64甚至更慢）输出

Sum: 30000500000000 Time elapsed: 551.0299 ms 
Sum: 30000500000000 Time elapsed: 551.0315 ms 
Sum: 30000500000000 Time elapsed: 552.0294 ms
Sum: 30000500000000 Time elapsed: 551.0316 ms 
Sum: 30000500000000 Time elapsed: 550.0315 ms

而C ++（默认VS2010发布版本设置）产生

Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 4.27 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 4.27 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 4.25 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 4.25 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 4.25 ms

现在我希望C＃代码会慢一些。但对我来说，慢了130倍似乎太过分了。有人可以向我解释这里发生了什么吗？

修改

我不是C ++程序员，我只是从互联网上的某处获取了diffclock代码而没有真正检查它是否正确。

使用std :: difftime，C ++结果是

Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 457 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 452 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 451 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 451 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 451 ms

这似乎是正确的。

Answer 1

您的差分代码错误。

如果您更改C ++代码以使用std::clock和std::difftime，它似乎显示实际的运行时：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>

using namespace std;

typedef struct point3d
{
    double x, y, z;

    point3d(double x, double y, double z)
    {
        this->x = x;
        this->y = y;
        this->z = z;
    }
} point3d_t;

void runTest()
{
    const int numPoints = 100000;
    const int numIters = 100000000;

    vector<point3d_t> pts;
    for (int i = 0; i < numPoints; i++) pts.push_back(point3d_t(i, i + 1, i + 2));

    auto begin = clock();
    double sum = 0.0, dum = 0.0;
    point3d_t u(1, 2, 3);
    for (int i = 0; i < numIters; i++) 
    {
        point3d_t v = pts[i % numPoints];
        sum += u.x * v.x + u.y * v.y + u.z * v.z;
    }
    auto end = clock();
    cout << "Sum: " << sum << " Time elapsed: " << double(std::difftime(end,begin)) << " ms" << endl;

}

int main()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++) runTest();
    return 0;
}

结果：

Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 346 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 344 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 346 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 347 ms
Sum: 3.00005e+013 Time elapsed: 347 ms

这是在vs2010之外的默认发布模式优化中运行应用程序。

修改

正如其他人所指出的那样，在C ++中使用clock（）并不是计算时间的最准确方法（如在C＃中，Stopwatch优于DateTime）。

如果您正在使用Windows，则可以始终使用QueryPerformanceCounter进行高分辨率计时。

Answer 2

我相信你会发现你的diffclock实现产生十分之一秒，而不是毫秒（假设CLOCKS_PER_SECOND被准确命名）。纠正这个问题，C＃实现运行速度大约慢了30％，这似乎是合适的。

Answer 3

最明显的原因是JIT，但一旦确认不是原因，我还有另一种解释。

“新Point3D”发生100000次。这是100000堆分配，然后将被释放。在C ++版本中，vector也是基于堆的，这意味着当它增长时，会有一个realloc。但是当向量增长时，它每次增长的距离远远超过一个点3d。我希望在C ++版本中只有30个左右的realloc调用。

如何在C＃和C ++中测量经过的时间

3 个答案:

修改