Question

昨天我解决了一个考试问题，当发现一些非常有趣的事情时（至少对我而言）。该程序用于阶乘（非常大），结果是数字末尾有多少个零（在某些情况下2500为零。）。所以我尽我所能，但发现当输入100 000之类的数字时，输出结果需要1;30 - 1;33min。我认为这是因为我的CPU（它不是很快）。我已经将.exe发送给我的一些朋友来尝试了，因为当我们谈论性能时他们有非常好的PC - 完全相同的结果（1;33min）。

我的问题是为什么解决任务的时间是一样的。 我知道有更好的方法来编写我的核心所以它不会花这么长时间，但这对我来说非常重要，因为我作为初学者程序员可以理解。所以这是我的代码：

static void Main()
        {
            int num = int.Parse(Console.ReadLine()),
                zeroCounter = 0;
            BigInteger fact = 1;
            var startTime = DateTime.Now;

            Console.WriteLine();

            for (int i = 1; i <= num; i++)
            {
                fact *= i;
                Console.Write("\r{0}", DateTime.Now - startTime);
            }
            BigInteger factTarget = fact;
            while (factTarget % 10 == 0)
            {
                factTarget /= 10;
                zeroCounter++;
                Console.Write("\r{0}", DateTime.Now - startTime);
            }
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Result is number with {0} zeros.", zeroCounter);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Finished for: {0}", DateTime.Now - startTime);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("\nPres any key to exit...");
            Console.ReadKey();
        }

我很抱歉如果这是一个错误的地方，我会尽力找到我要找的东西。

Answer 1

我立即注意到你的代码就是你在计算循环中包含Console.WriteLine()语句。

事实上，即使在理想条件下，计算机处理的I / O也比计算慢得多。我不会说Windows控制台窗口是特定类型I / O的特别有效的实现。此外，I / O往往较少依赖于机器之间的CPU和内存差异。

换句话说，我很可能主要测量I / O吞吐量而不是计算吞吐量，因此在机器之间看到一致的结果并不奇怪。

为了它的价值，当我在笔记本电脑上运行你的例子时，如果我禁用输出，我可以在大约一分钟内完成计算。如果我按原样使用代码，我会更接近你的1:30时间。

修改我也推荐Hans Passant的答案。内存I / O仍然是I / O，正如我上面所描述的那样，机器之间的变化远不如CPU速度。我希望上面的通用描述可以提供差异所在的想法（如果没有访问相关的每台机器，那么<em>肯定没有任何方法可以确定 / em>原因是什么），但Hans的回答提供了一些关于内存I / O问题的非常好的细节，非常值得一读。

Answer 2

现在时间是00：01：23.5856140

此程序的速度取决于机器中RAM的带宽。它是一个设计常数，与处理器的速度无关。 RAM在这里起作用，因为阶乘中的数字非常多，它们不再适合CPU缓存。并且BigInteger乘法的内存访问模式非常不友好，所有数字都需要乘以一个数字。

我的笔记本电脑上的程序需要57秒，我知道它有PC3-12800内存。其峰值传输速率为12800 MB /秒，给出或采用CAS延迟（我不了解我的）。因此，我们可以计算您和您朋友的机器的RAM速度：

1:23 = 83秒，57/83 x 12800 = 8790 MB /秒。

对于PC3-8500，这是pretty close match。在白盒机器中非常普遍的普通RAM速度，这种类似于戴尔这样的供应商。你朋友的快速电脑有点烤面包机，轻轻地给他打电话：）

Fwiw，为什么高度受欢迎的帖子对速度没有多大影响也可以使用解释。程序使用的控制台窗口由另一个进程拥有。 Conhost.exe，您可以在Taskman.exe的“进程”选项卡中看到它。它负责滚动和绘制窗口，在引擎盖下，程序使用process-interop告诉它更新窗口。

当你的程序正在运行时，在另一个线程上发生这种情况，所以你的程序只有当它发送Conhost.exe时才会陷入困境，发送的更新速度超过它能处理的速度。因此，在您的计划开始时，您仍然很快，并将陷入困境。但是当数字的数量开始变大并且你的乘法开始变慢时就不会这样。总体而言，经济放缓并不是那么好。

Answer 3

内核总线或处理器具有固定大小的内部总线，用于存储数据。 RAM的速度比处理器慢10-1000倍。还有一种称为Cache内存的东西，但缓存内存的大小很小。那么，你的电脑中存在如此大的RAM，它仍然会很慢而且需要时间。当它达到高数字时，数字需要时间来读取和写入内存。

每次在屏幕上写字都需要一段时间。

使用大整数时的CPU和/或RAM生产率

3 个答案: