直观地说，后者应该比前者更快。但是，当我看到基准测试结果时，我感到非常惊讶：
require 'benchmark/ips'
b = (0..20).to_a;
y = 21;
Benchmark.ips do |x|
x.report('<<') { a = b.dup; a << y }
x.report('+=') { a = b.dup; a += [y] }
x.report('push') { a = b.dup; a.push(y) }
x.report('[]=') { a = b.dup; a[a.size]=y }
x.compare!
end
结果是：
Calculating -------------------------------------
<< 24.978k i/100ms
+= 30.389k i/100ms
push 24.858k i/100ms
[]= 22.306k i/100ms
-------------------------------------------------
<< 493.125k (± 3.2%) i/s - 2.473M
+= 599.830k (± 2.3%) i/s - 3.009M
push 476.374k (± 3.3%) i/s - 2.386M
[]= 470.263k (± 3.8%) i/s - 2.364M
Comparison:
+=: 599830.3 i/s
<<: 493125.2 i/s - 1.22x slower
push: 476374.0 i/s - 1.26x slower
[]=: 470262.8 i/s - 1.28x slower
但是，当我的一位同事独立创建自己的基准时，结果恰恰相反：
Benchmark.ips do |x|
x.report('push') {@a = (0..20).to_a; @a.push(21)}
x.report('<<') {@b = (0..20).to_a; @b << 21}
x.report('+=') {@c = (0..20).to_a; @c += [21]}
x.compare!
end
结果：
Calculating -------------------------------------
push 17.623k i/100ms
<< 18.926k i/100ms
+= 16.079k i/100ms
-------------------------------------------------
push 281.476k (± 4.2%) i/s - 1.410M
<< 288.341k (± 3.6%) i/s - 1.457M
+= 219.774k (± 8.3%) i/s - 1.093M
Comparison:
<<: 288341.4 i/s
push: 281476.3 i/s - 1.02x slower
+=: 219774.1 i/s - 1.31x slower
我们也交叉运行我们的基准测试，在我们的机器上，他的基准测试显示+=明显慢于<<，而我的基准显示相反。
为什么？
UPD：我的Ruby版本是 Ruby 2.2.3p173（2015-08-18修订版51636）[x86_64-darwin14] ;我的同事是 2.2.2 （不知道详情，明天会更新帖子。）
UPD2： ruby 2.2.2p95（2015-04-13修订版50295）[x86_64-darwin12.0] 我的队友的Ruby版本。
答案 0 :(得分：5)
在我看来，为了简化各种运算符的比较，我们应该删除不必要的代码并保持测试的简单。
require 'benchmark/ips'
y = 10
Benchmark.ips do |x|
x.report('<<') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]; a << y }
x.report('+=') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]; a += [y] }
x.report('push') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]; a.push(y) }
x.report('[]=') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]; a[a.size]=y }
x.compare!
end
上述代码的结果与问题中分享的第二个代码段一致。
Calculating -------------------------------------
<< 101.735k i/100ms
+= 104.804k i/100ms
push 92.863k i/100ms
[]= 99.604k i/100ms
-------------------------------------------------
<< 2.134M (± 3.3%) i/s - 10.682M
+= 1.786M (±13.2%) i/s - 8.804M
push 1.930M (±16.1%) i/s - 9.472M
[]= 1.948M (± 7.9%) i/s - 9.761M
Comparison:
<<: 2134005.4 i/s
[]=: 1948256.8 i/s - 1.10x slower
push: 1930165.3 i/s - 1.11x slower
+=: 1785808.5 i/s - 1.19x slower
[Finished in 28.3s]
为什么<<比+=快？
Array#<<是将元素附加到数组的四种方法中最快的，因为它只是这样做 - 将一个元素附加到数组中。相反，Array#+附加一个元素但返回数组的新副本 - 创建新的数组副本使其最慢。 （可以在文档中使用toogle code选项来了解某些方法所做的其他工作）
使用dup
如果我们使用以下代码进行基准测试，
require 'benchmark/ips'
y = 10
Benchmark.ips do |x|
x.report('<<') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9].dup; a << y }
x.report('+=') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9].dup; a += [y] }
x.report('push') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9].dup; a.push(y) }
x.report('[]=') { a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9].dup; a[a.size]=y }
x.compare!
end
我们看到以下结果：
Calculating -------------------------------------
<< 65.225k i/100ms
+= 76.106k i/100ms
push 64.864k i/100ms
[]= 63.582k i/100ms
-------------------------------------------------
<< 1.221M (±14.3%) i/s - 6.001M
+= 1.291M (±13.1%) i/s - 6.393M
push 1.164M (±14.1%) i/s - 5.773M
[]= 1.168M (±14.5%) i/s - 5.722M
Comparison:
+=: 1290970.6 i/s
<<: 1221029.0 i/s - 1.06x slower
[]=: 1168219.3 i/s - 1.11x slower
push: 1163965.9 i/s - 1.11x slower
[Finished in 28.3s]
如果我们仔细研究两个结果，我们只看到一个区别。 +=条目已成为第一个，而其余方法的顺序与原始结果保持一致。
为什么在使用dup时结果会翻转？
这是我疯狂的猜测，我猜测Ruby解释器优化了代码，并没有创建一个新的数组作为+=的一部分，因为它知道它正在处理新创建的数组副本{{1 }}
答案 1 :(得分：2)
我认为这取决于MRI如何分配阵列（所有这些答案都非常具有MRI特异性）。 Ruby尝试使用数组非常有效：例如，小数组（＆lt; = 3个元素）直接打包到RARRAY结构中。
另一件事是，如果你拿一个数组并开始一次附加一个值，ruby不会一次增加一个元素的缓冲区，它会以块的形式增加：这样做更有效率，代价是少量记忆。
一个看到这一切的工具是使用memsize_of：
ObjectSpace.memspace_of([]) #=> 40 (on 64 bit platforms
ObjectSpace.memspace_of([1,2]) #=> 40 (on 64 bit platforms
ObjectSpace.memsize_of([1,2,3,4]) #=> 72
ObjectSpace.memsize_of([]<<1<<2<<3<<4) #=> 200
在前两种情况下，数组在RARRAY结构中打包，因此内存大小只是任何对象的基本大小（40字节）。在第三种情况下，ruby必须为4个值（每个8个字节）分配一个数组，因此大小为40 + 32 = 72.在最后一种情况下，ruby将存储增加到20个元素
这与第二种情况有关。基准测试中的块有一个新创建的阵列，它仍然有一些备用容量：
ObjectSpace.memsize_of((0..20).to_a) #=> 336, enough for nearly 40 elements.
<<可以将其对象写入适当的插槽，而+=必须分配一个新数组（对象及其缓冲区）并复制所有数据。
如果我这样做
a = [1,2,3,4,5]
b = a.dup
ObjectSpace.memsize_of(b) #=> 40
此处b与a共享其缓冲区，因此报告为不使用超出基本对象大小的内存。在写入b时，ruby必须复制数据（写入时复制）：在第一个基准 BOTH +=和<<中实际上，分配一个足够大的新缓冲区并复制所有数据。
这是我手绘的地方：如果<<和+=表现相同，这将完全解释事情，但这不是正在发生的事情。我读到的事情是+更简单。所有这一切都需要做，无论分配缓冲区是什么，并从两个位置记忆一些数据 - 这很快。
<<正在改变数组，因此它支付了写入时复制的开销：与+=相比，它正在做额外的工作。例如，ruby需要跟踪共享缓冲区的人员，以便在没有人共享缓冲区时可以对原始数组进行垃圾收集。
一种基准，可以说服我这种解释是正确的如下：
require 'benchmark/ips'
b = (0..20).to_a.dup
y = 21
Benchmark.ips do |x|
x.report('<<') { a = b.dup; a << y }
x.report('+=') { a = b.dup; a += [y] }
x.report('<<2') { a = b.dup; a << y; a<< y}
x.report('+=2') { a = b.dup; a += [y]; a += [y] }
end
这与原版基本相同，但现在附加2个元素。对于<<，写入开销的复制只会在第一次产生。我得到的结果是
<< 1.325M (± 7.6%) i/s - 6.639M
+= 1.742M (± 9.5%) i/s - 8.677M
<<2 1.230M (±10.3%) i/s - 6.079M
+=2 1.140M (±10.8%) i/s - 5.656M
如果你做两次，那么附加到数组会重新登上。