Question

作为练习，我试图衡量应该执行相同任务的两种算法的效率，即仅使用堆栈作为支持数据结构，对堆栈进行排序：

#include <stack>
#include <iostream>
#include <chrono>

std::stack<int> sortStack(std::stack<int>& inS){
  std::stack<int> tmpS;
  int tmpV=0;
  tmpS.push(inS.top());
  inS.pop();

  while(!inS.empty()){
    if(inS.top()>=tmpS.top()){
      tmpS.push(inS.top());
      inS.pop();
    }else{
      tmpV = inS.top();
      inS.pop();
      int count = 0;

      //reverse the stack until we find the item that is smaller
      while(!tmpS.empty()){
        if(tmpS.top()>tmpV){
          inS.push(tmpS.top());
          tmpS.pop();
          count++;
        }else{
          break;
        }
      }
      //tmpS.top is smaller (or =) than tmpV
      tmpS.push(tmpV);

      //and revert the other stack
      for(int i=0; i< count; i++){
        tmpS.push(inS.top());
        inS.pop();
      }
    }
  }

  return tmpS;
}

std::stack<int> sortStackRevisited(std::stack<int>& inS){
  std::stack<int> tmpS;
  int tmpV=0;

  while(!inS.empty()){
    tmpV = inS.top();
    inS.pop();
    //reverse the stack until we find the item that is smaller
      while(!tmpS.empty() && tmpS.top()>tmpV){
          inS.push(tmpS.top());
          tmpS.pop();
      }
      tmpS.push(tmpV);
    }

  return tmpS;
}
int main(){

using namespace std::chrono;
  std::stack<int> s1({1,0,123,3,5,89,23,12,1000});

  std::stack<int> s({1,0,123,3,5,89,23,12,1000});

  auto t1 = high_resolution_clock::now() ;

  std::stack<int> ordered = sortStackRevisited(s);

  auto t2 = high_resolution_clock::now() ;

  std::stack<int> ordered2 = sortStack(s1);

  auto t3 = high_resolution_clock::now() ;

  std::cout<<"\n";
  std::cout<<duration_cast<microseconds>(t2-t1).count()<<" "<<duration_cast<microseconds>(t3-t2).count()<<"\n";
}

运行该程序，我始终得出t2-t1大于t3-t2的结论。如果我更改了函数调用的顺序，即：

  auto t1 = high_resolution_clock::now() ;

  std::stack<int> ordered = sortStack(s);

  auto t2 = high_resolution_clock::now() ;

  std::stack<int> ordered2 = sortStackRevisited(s1);

  auto t3 = high_resolution_clock::now() ;

我仍然认为t2-t1大于t3- t2。怎么了？我想念什么吗？

要编译，我使用g++ --std=c++11 sortStack.cpp

Answer 1

仅运行一次代码对于基准测试是不可靠的。您的代码（在修复main后返回int之后）在我的计算机上运行了不到一秒（使用-O2，因为它应该被优化）。

如果我将其更改为运行代码100000次，则无论运行什么顺序，它们都会得到sortStack比sortStackRevisited更快的结果。

首先运行sortStack：30141 32997

首先运行sortStackRevisited：31244 26642

即使在这里，您仅运行10万次测试也可以看到变化。时间仍然不是很准确。

因此，我假设您正在运行未优化的代码，并且仅执行一次运行，该运行可能包含导致结果问题的各种工件。其中之一是您要测量实时结果，而不是CPU时间，这意味着即使操作系统运行的CPU相同，操作系统在运行代码的CPU上抛出的任何信息也会导致其实时运行速度变慢。或可能导致CPU缓存以不同的方式处理此事。有很多可能性。

我的机器上未优化的代码的运行速度也比优化后的代码慢20倍，这表明编译器可以做很多事情来使性能更好并影响最终结果。

但是，如果将两者进行比较，则将它们运行一百万次将获得相对较好的结果。这两个值会有所不同，但是相比较而言，它们将保持不变。例如，在我的机器上，时间除以1.139-1.142，因此，很明显，另一种方法的速度要慢14％。如果我只运行10次，结果将是慢200％。每运行1000次，速度降低12-28％。因此，如统计数据所示，更多尝试会带来更高的准确性。

使用chrono衡量性能，顺序似乎很重要，尽管它不应该

1 个答案: