C#，Java和Python之間的性能有哪些區(qū)別

本篇內(nèi)容主要講解“C#，Java和Python之間的性能有哪些區(qū)別”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“C#，Java和Python之間的性能有哪些區(qū)別”吧!

本實(shí)驗(yàn)

我決定使用所有三種語言進(jìn)行矩陣乘法。 矩陣的大小為2048 x  2048(即每個(gè)矩陣的乘法和加法運(yùn)算為8,589,934,592)，我為它們填充了0.0到1.0之間的隨機(jī)值(使用隨機(jī)值而不是對所有三種語言使用完全相同的矩陣的影響可以忽略不計(jì))。  我將每個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行了五次，并計(jì)算了平均運(yùn)行時(shí)間。

C代碼

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h>  #define n 2048  double A[n][n]; double B[n][n]; double C[n][n];  int main() {      //populate the matrices with random values between 0.0 and 1.0     for (int i = 0; i < n; i++) {         for (int j = 0; j < n; j++) {              A[i][j] = (double) rand() / (double) RAND_MAX;             B[i][j] = (double) rand() / (double) RAND_MAX;             C[i][j] = 0;         }     }      struct timespec start, end;     double time_spent;      //matrix multiplication     clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start);     for (int i = 0; i < n; i++) {         for (int j = 0; j < n; j++) {             for (int k = 0; k < n; k++) {                 C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];             }         }     }     clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &end);     time_spent = (end.tv_sec - start.tv_sec) + (end.tv_nsec - start.tv_nsec) / 1000000000.0;     printf("Elapsed time in seconds: %f \n", time_spent);     return 0; }

Java代碼

import java.util.Random;  public class MatrixMultiplication {     static int n = 2048;     static double[][] A = new double[n][n];     static double[][] B = new double[n][n];     static double[][] C = new double[n][n];      public static void main(String[] args) {         //populate the matrices with random values between 0.0 and 1.0         Random r = new Random();         for (int i = 0; i < n; i++) {             for (int j = 0; j < n; j++) {                 A[i][j] = r.nextDouble();                 B[i][j] = r.nextDouble();                 C[i][j] = 0;             }         }          long start = System.nanoTime();         //matrix multiplication         for (int i = 0; i < n; i++) {             for (int j = 0; j < n; j++) {                 for (int k = 0; k < n; k++) {                     C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];                 }             }         }          long stop = System.nanoTime();         double timeDiff = (stop - start) * 1e-9;         System.out.println("Elapsed time in seconds: " + timeDiff);     } }

Python代碼

import random import time  n = 2048  #populate the matrices with random values between 0.0 and 1.0 A = [[random.random() for row in range(n)] for col in range(n)] B = [[random.random() for row in range(n)] for col in range(n)] C = [[0 for row in range(n)] for col in range(n)]  start = time.time() #matrix multiplication for i in range(n):     for j in range(n):         for k in range(n):             C[i][j] += A[i][k] * B[k][j]  end = time.time() print("Elapsed time in seconds %0.6f" % (end-start)) 如何編譯和運(yùn)行 #C gcc MatrixMultiplication.c -o matrix ./matrix  #Java javac MatrixMultiplication.java java MatrixMultiplication  #Python python MatrixMultiplication.py

如何編譯和運(yùn)行

#C gcc MatrixMultiplication.c -o matrix ./matrix  #Java javac MatrixMultiplication.java java MatrixMultiplication  #Python python MatrixMultiplication.py

運(yùn)行時(shí)間

根據(jù)這些結(jié)果，C比Java慢2.34倍，Python比Java慢33.34倍。

等待!!! C應(yīng)該不是最快的嗎???

實(shí)際上，這是不公平的比較。 當(dāng)我們編譯Java程序時(shí)，即使沒有任何優(yōu)化標(biāo)志，Java JIT(即時(shí))編譯器也會自動執(zhí)行優(yōu)化。  但是，對于GCC(編譯C程序)，情況并非如此，我們必須顯式設(shè)置優(yōu)化標(biāo)志。

因此，我在編譯C程序時(shí)使用了-O2和-O3優(yōu)化標(biāo)志，并再次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

gcc -O2 MatrixMultiplication.c -o matrix./matrixgcc -O3  MatrixMultiplication.c -o matrix./matrix

新的經(jīng)過時(shí)間

現(xiàn)在，Java代碼比C [-O3]慢1.69倍，而Python代碼慢56倍。 我做出了正確的決定(或者很幸運(yùn)：-))，選擇了C而不是其他編程語言。

總結(jié)結(jié)果

討論結(jié)果

• Python相對非常慢，因?yàn)镃是經(jīng)過編譯的，而Python是被解釋的。 編譯器一次將C代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼。  另一方面，解釋器必須讀取，解釋和執(zhí)行每一行代碼，并更新機(jī)器狀態(tài)(這會增加很多開銷)。 將程序編譯為機(jī)器代碼時(shí)，CPU可以直接執(zhí)行它。  但是，當(dāng)涉及到解釋器時(shí)，CPU將運(yùn)行解釋器，并且解釋器本身將執(zhí)行程序。 (如果您對編譯器和解釋器感興趣，請閱讀Vaidehi Joshi撰寫的精彩文章)

• 這就是使Python非常靈活的原因。 Python犧牲了一點(diǎn)性能來提供更多的靈活性/高級編程功能(如果不使用C語言指定數(shù)據(jù)類型，則不能將變量初始化為n  = 100，但是可以在Python中進(jìn)行初始化)。

• JIT(Java編譯器)位于C和Python之間。 首次執(zhí)行代碼時(shí)，將對其進(jìn)行解釋。  但是，當(dāng)一段代碼頻繁執(zhí)行時(shí)，它會實(shí)時(shí)編譯為機(jī)器代碼，并且進(jìn)一步的執(zhí)行將使用編譯后的版本。

到此，相信大家對“C#，Java和Python之間的性能有哪些區(qū)別”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！