Question

当你需要使用原始CPU功率时，我很担心C＃处理繁重计算时的速度。

在计算方面，我一直认为C ++比C＃快得多。所以我做了一些快速测试。第一个测试计算素数＆lt;整数n，第二个测试计算一些pandigital数字。第二次测试的想法来自：Pandigital Numbers

C＃prime计算：

using System;
using System.Diagnostics;

class Program
{

    static int primes(int n)
    {

        uint i, j;
        int countprimes = 0;

        for (i = 1; i <= n; i++)
        {
            bool isprime = true;

            for (j = 2; j <= Math.Sqrt(i); j++)

                if ((i % j) == 0)
                {
                    isprime = false;
                    break;
                }

            if (isprime) countprimes++;
        }

        return countprimes;
    }



    static void Main(string[] args)
    {
        int n = int.Parse(Console.ReadLine());
        Stopwatch sw = new Stopwatch();

        sw.Start();
        int res = primes(n);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("I found {0} prime numbers between 0 and {1} in {2} msecs.", res, n, sw.ElapsedMilliseconds);
        Console.ReadKey();
    }
}

C ++变体：

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cmath>

int primes(unsigned long n) {
unsigned long i, j;
int countprimes = 0;
  for(i = 1; i <= n; i++) {
      int isprime = 1;
      for(j = 2; j < sqrt((float)i); j++) 
          if(!(i%j)) {
        isprime = 0;
        break;
   }
    countprimes+= isprime;
  }
  return countprimes;
}

int main() {
 int n, res;
 cin>>n;
 unsigned int start = clock();

 res = primes(n);
 int tprime = clock() - start;
 cout<<"\nI found "<<res<<" prime numbers between 1 and "<<n<<" in "<<tprime<<" msecs.";
 return 0;
}

当我运行测试时试图找到素数＆lt;超过100,000，C＃变体在0.409秒内完成，C ++变体在0.614秒内完成。当我运行它们为1,000,000 C＃时完成6.039秒而C ++运行时间约为12.987秒。

C＃中的Pandigital测试：

using System;
using System.Diagnostics;

class Program
{
    static bool IsPandigital(int n)
    {
        int digits = 0; int count = 0; int tmp;

        for (; n > 0; n /= 10, ++count)
        {
            if ((tmp = digits) == (digits |= 1 << (n - ((n / 10) * 10) - 1)))
                return false;
        }

        return digits == (1 << count) - 1;
    }

    static void Main()
    {
        int pans = 0;
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();

        for (int i = 1; i <= 123456789; i++)
        {
            if (IsPandigital(i))
            {
                pans++;
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("{0}pcs, {1}ms", pans, sw.ElapsedMilliseconds);
        Console.ReadKey();
    }
}

C ++中的Pandigital测试：

#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int IsPandigital(int n)
    {
        int digits = 0; int count = 0; int tmp;

        for (; n > 0; n /= 10, ++count)
        {
            if ((tmp = digits) == (digits |= 1 << (n - ((n / 10) * 10) - 1)))
                return 0;
        }

        return digits == (1 << count) - 1;
    }


int main() {
   int pans = 0;
   unsigned int start = clock();

   for (int i = 1; i <= 123456789; i++)
   {
      if (IsPandigital(i))
      {
        pans++;
      }
   }
   int ptime = clock() - start;
   cout<<"\nPans:"<<pans<<" time:"<<ptime;  
   return 0;
}

C＃variant在29.906秒内运行，C ++在36.298秒内运行。

我没有触及任何编译器开关，并且C＃和C ++程序都是使用调试选项编译的。在我尝试运行测试之前，我担心C＃会远远落后于C ++，但现在似乎C＃的优势速度差异很大。

有人可以解释一下吗？ C＃是jitted而C ++是原生编译的，因此C ++比C＃变体更快是正常的。

感谢您的回答！

我已经为发布配置重新进行了所有测试。

首次测试（素数）

C＃（数字<100,0000）：0.189秒 C ++（数字<100,0000）：0.036秒

C＃（数字<1,000,000）：5.300秒 C ++（nummbers＆lt; 1,000,000）：1.166秒

第二次测试（pandigital数字）：

C＃：21.224秒 C ++：4.104秒

所以，每一件事都发生了变化，现在C ++的速度要快得多。我的错误是我已经运行了Debug配置测试。如果我通过ngen运行C＃可执行文件，我能看到一些速度提升吗？

我试图比较C＃和C ++的原因是因为我知道两者的一些基础知识，我想学习一个处理GUI的API。我认为WPF很好，所以考虑到我的目标是桌面，我想看看C＃在使用纯粹的CPU能力来计算各种计算（文件存档，加密，编解码器等）时能否提供足够的速度和性能。但遗憾的是，C＃在速度方面无法与C ++保持同步。

所以，我假设我将永远坚持这个问题Tough question on WPF, Win32, MFC，我会更新找到合适的API。

Answer 1

您需要在发布模式下编译C ++并启用优化以获得您正在寻找的性能结果。

Answer 2

C ++中的素数生成器不正确

i ^（1/2）== i xor 0

^是按位xor运算符，/是整数除法。

第一次修改，这是正确但无效的：由于i xor 0 == i，筛子不会停在sqrt（i）但是停在i。

第二次修改：

筛分可以更有效率地完成。（您只需要计算sqrt（n））。这就是我为自己使用Eratosthenes筛子的方法（虽然这是在C99）：

void sieve(const int n, unsigned char* primes)
{
        memset(primes, 1, (n+1) * sizeof(unsigned char));

        // sieve of eratosthenes
        primes[0] = primes[1] = 0;
        int m = floor(sqrt(n));
        for (int i = 2; i <= m; i++)
                if (primes[i]) // no need to remove multiples of i if it is not prime
                        for (int j = i; j <= (n/i); j++)
                                primes[i*j] = 0;
}

Answer 3

为什么你会认为jitted代码比本机代码慢？唯一的速度惩罚是实际的点击，只发生一次（一般来说）。鉴于一个运行时间为30秒的程序，我们讨论的是总成本的一小部分。

我认为你可能会将jitted代码与解释代码混淆，后者是逐行编译的。这两者之间存在非常显着的差异。

正如其他人所指出的，你还需要在发布模式下运行它;调试模式将关闭大多数优化，因此两个版本都会比它们应该更慢（但是数量不同）。

编辑 - 我应该指出另一件事，就是这一行：

for (j = 2; j <= Math.Sqrt(i); j++)

非常低效并且可能会干扰基准测试。您应该计算内循环的<{1}} 外。这可能会使两个版本的速度减慢相等，但我不确定，不同的编译器会执行不同的优化。

Answer 4

因为算法错误所以需要更长的时间。

for(j = 2; j < (i^(1/2)); j++)

与

相同

for(j = 2; j < (i^0); j++)

与

相同

for(j = 2; j < i; j++)

我比sqrt（i）大很多。看一下运行时间，它应该在C ++实现中大一个数量级。

另外，就像其他人一样，我认为在调试模式下进行性能测试是不合理的。

Answer 5

在打开完全优化的情况下重新编译C ++程序并重新运行测试。 C＃jit会在jitted时优化代码，因此您将优化的C＃/ .NET代码与未经优化的C ++进行了比较。

Answer 6

首先，永远不要在调试模式下执行此类基准测试。要获得有意义的数字，请始终使用发布模式。

JIT的优势在于知道它运行的平台，而预编译的代码对于运行它的平台可能不是最理想的。

Answer 7

托管代码中的JIT编译器生成的机器代码效率远远低于C / C ++编译器生成的机器代码，这是一个持久的神话。托管代码通常在内存管理和浮点数学上获胜，当代码优化器可以花费更多时间优化代码时，C / C ++通常会获胜。一般来说，托管代码大约是80％，但它完全取决于程序花费90％时间的代码的10％。

您的测试不会显示此信息，您没有启用优化器，并且没有太多优化。

Answer 8

两个测试都无效，因为您编译时没有进行优化。

由于代码中的错误，第一次测试即使是未优化行为的比较也毫无意义; Math.Sqrt(i)返回i的平方根，i^(1/2)返回i - 所以C ++做的工作比C＃多得多。

更一般地说，这不是一件有用的事情 - 你正在尝试创建一个对现实世界使用几乎没有任何影响的综合基准。

Answer 9

伙计们，在比较程序速度之前，请仔细阅读有关cpu指令，汇编，缓存管理等的几篇文章。作者只是一个可笑的搞笑伙伴。检查调试构建的性能。

比利奥尼尔 - 分配一个大缓冲区和只使用它的一小部分，并在低语言单词中使用动态分配的东西（如vector）之间的区别是什么？一旦分配了大缓冲区 - 没有人会对未使用的东西感到烦恼。无需进一步的支持操作。对于像vector这样的动态内容 - 对内存边界的不断检查不需要超出它。请记住，C ++程序员不只是懒惰（我承认这是真的，但他们也很聪明。）

Answer 10

这个怎么样：

for(sqrti = 1; sqrti <= 11112; sqrti++) {
  int nexti = (1+sqrti)*(1+sqrti)
  for (i = sqrti*sqrti; i < nexti; i++)
  {
    int isprime = 1;
    for(j = 2; j < sqrti; j++) 
        if(!(i%j)) {
      isprime = 0;
      break;
    }
  }

} countprimes + = isprime; }

c ++和c＃速度比较

10 个答案: