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      2. 

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      3. <strike id="qn6qe"></strike>
      
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    JScript.net的運行效率測試（兼多種語言效率對比）
    



        
      
        
      
                

      

      昨天的文章《用JScript.net寫.net應用程序》一文寫了之后，對于其運行效率問題有了一點疑問，所以需要進行以下測試，前人當然做過很多種測試，不過bigtall的測試方法有些不同。這里我采用了斐波納契的兩個算法，一個是遞歸實現，一個是迭代實現。采用斐波納契的理由如下：
       
         
      1. 它是一個復雜度為O(2n)的算法，計算量足夠大  
      2. 相同的計算，遞歸和迭代的主要區別是堆棧的處理，我們也可以同時比較一下不同語言在調用函數之間的效率差別。  
      3. 代碼簡單，而且算法容易理解。不同測試代碼之間的差別也小，不容易起爭議。
       
      測試運行時候考慮到如下的情況：
       
         
      1. 第一次系統裝入是從磁盤裝入，而后幾次則是直接從磁盤緩存裝入，所每個測試連續運行4遍，第一遍時間不計入。  
      2. 因為IO庫實現效率不同，所以算法代碼中不存在任何IO調用，純計算代碼。
       
      參與比較的語言包括c，c#，標準的javascript，JScript.net，后來覺得不過癮，把java6也加上了。加上bigtall自己寫的一個計算時間的小程序和批處理，一共12段代碼，表示如下：
       
        
       fibc.c fib2c.c
       
        
      long Fib(long n)
      {
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
          }
      }  
      void main()
      {
          int i;
          for(i = 0; i < 10; i++)
              Fib(30);
      }
      		  
      long Fib(long n)
      {
          int i;
          long a = 0, b = 1, c=0;
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              for (i = 2; i <= n; i++) {
                  c = a + b;
                  a = b;
                  b = c;
              }
              return c;
          }
      }  
      void main()
      {
          int i;
          for(i = 0; i < 26925370; i++)
              Fib(30);
      }
       
       fibcs.cs fib2cs.cs
       
        
      public class A
      {
      static long Fib(long n)
      {
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
          }
      }  
      public static void Main()
      {
          for(int i = 0; i < 10; i++)
              Fib(30);
      }  
      }
      		  
      public class A
      {
      static long Fib(long n)
      {
          int i;
          long a = 0, b = 1, c=0;
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              for (i = 2; i <= n; i++) {
                  c = a + b;
                  a = b;
                  b = c;
              }
              return c;
          }
      }  
      public static void Main()
      {
          for(int i = 0; i < 26925370; i++)
              Fib(30);
      }  
      }
       
       fibjava.java fib2java.java
       
        
      public class fibjava
      {
      static long Fib(long n)
      {
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
          }
      }  
      public static void main(String[] args)
      {
          for(int i = 0; i < 10; i++)
              Fib(30);
      }  
      }
      		  
      public class fib2java
      {
      static long Fib(long n)
      {
          int i;
          long a = 0, b = 1, c=0;
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              for (i = 2; i <= n; i++) {
                  c = a + b;
                  a = b;
                  b = c;
              }
              return c;
          }
      }  
      public static void main(String[] args)
      {
          for(int i = 0; i < 26925370; i++)
              Fib(30);
      }  
      }
       
       fibjs1.js fib2js1.js
       
        
      function Fib(n)
      {
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
          }
      }  
      for(var i:int = 0; i < 10; i++)
          Fib(30);
      		  
      function Fib(n)
      {
          var i;
          var a = 0, b = 1, c=0;
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              for (i = 2; i <= n; i++) {
                  c = a + b;
                  a = b;
                  b = c;
              }
              return c;
          }
      }  
      for(var i:int = 0; i < 26925370; i++)
          Fib(30);
       
       fibjs2.js fib2js2.js
       
        
      function Fib(n:int):int
      {
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
          }
      }  
      for(var i:int = 0; i < 10; i++)
          Fib(30);
      		  
      function Fib(n:int):int
      {
          var i:int;
          var a:int = 0, b:int = 1, c:int=0;
          if (n <= 1) {
              return n;
          } else {
              for (i = 2; i <= n; i++) {
                  c = a + b;
                  a = b;
                  b = c;
              }
              return c;
          }
      }  
      for(var i:int = 0; i < 26925370; i++)
          Fib(30);
       
       ptime.cs cp.bat
       
        
      public class A
      {
          public static void Main()
          {
              System.Console.Write(System.DateTime.Now.Ticks);
              System.Console.Write(',');
          }  
      }
      		  
      @echo off
      cl /O2 fibc.c
      cl /O2 fib2c.c  
      csc /o+ /debug- fibcs.cs
      csc /o+ /debug- fib2cs.cs  
      jsc /fast- /debug- fibjs1.js
      jsc /fast- /debug- fib2js1.js  
      jsc /fast+ /debug- fibjs2.js
      jsc /fast+ /debug- fib2js2.js  
      "%JAVA_HOME%\bin\javac" -g:none fibjava.java
      "%JAVA_HOME%\bin\javac" -g:none fib2java.java  
      echo 編譯完成  
      call:run fibc
      call:run fib2c
      call:run fibcs
      call:run fib2cs
      call:run fibjs1
      call:run fib2js1
      call:run fibjs2
      call:run fib2js2
      call:run "%JAVA_HOME%\bin\java" fibjava
      call:run "%JAVA_HOME%\bin\java" fib2java
      echo finish!  
      goto end
      :run
      echo =================================
      ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 1
      ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 2
      ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 3
      ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 4  
      :end
       
      運行測試的結果如下表格所示，表格內部藍色的4組數據分別為1，2，3，4測試數據，黑色數據為后三組測試結果的平均數，綠色數據為相對C語言運行耗時的比例，最后一行紅色縱比數字為相同語言【單次】遞歸和迭代算法的耗時比例。時間單位為百分之一秒：
       
        
          
      C
      		  
      C#
      		  
      java
      		  
      js
      		  
      JScript.net
       
       遞歸
      (10次)      		  
      119
      49
      48
      49
      		  
      486
      439
      461
      441
      		  
      2258
      520
      467
      464
      		  
      75397
      75327
      76424
      74228
      		  
      1571
      1501
      1502
      1499
       
        
      48.67
      		  
      447
      		  
      483.67
      		  
      75326.33
      		  
      1500.67
       
        
      1
      		  
      9.18
      		  
      9.94
      		  
      1547.70
      		  
      30.83
       
       迭代
      (26,925,370次)      		  
      120
      49
      47
      46
      		  
      5261
      5041
      5040
      5039
      		  
      7880
      7769
      7762
      7766
      		  
      125786
      127117
      127273
      127541
      		  
      9196
      9101
      9086
      9121
       
        
      47.33
      		  
      5040
      		  
      7765.67
      		  
      127310.33
      		  
      9102.67
       
        
      1
      		  
      106.48
      		  
      164.06
      		  
      2689.65
      		  
      192.31
       
       縱比 0.97 11.28 16.06 1.69 6.07
       
      由此，我們看出，如果橫向比較，以C語言運行速度為標準，遞歸運算的時候，C#和java的速度都慢了將近10倍，JScript.net慢了將近31倍，js因為使用了運行時綁定，速度慢了1500倍之多；而一旦消除了函數調用，使用純計算代碼的迭代算法的運行時間上，各種語言相差更大，而且明顯C#代碼比java快（這里沒有考慮基礎類庫裝入的差別，因為M$對.net有預裝入），最差的依然是javascript，不過看起來不帶調用的后期綁定似乎更快一些。不過令人驚訝的是JScript.net的編譯優化做的不錯，速度算是很快了。
       
      縱向比較之前，我們需要對算法進行一下分析，通過簡單的代碼，我們得知fib(30)的遞歸調用次數為2692537次，10次重復就是26925370次。這個就是遞歸和迭代算法的區別所在，但是我們把迭代的次數也設定為26925370，以消除函數調用的差別，突出代碼的線性運行差別。通過對代碼的分析，我們得出代碼特征的統計表格：
       
        
         遞歸 迭代
       
       賦值語句 3 120
       
       變量分配 2 4
       
       函數調用 2 0
       
       返回 2 2
       
       條件判斷 1 30
       
       跳轉 1 30
       
       累計 11 186
       
      迭代算法和遞歸算法相比，明顯代碼量較大，其代碼規模大約是遞歸的186/11=16.9倍。但是運行時間中除了java體現出了這一比例之外，其他都比這個比例要小。C語言甚至時間更短，如果不考慮測試誤差，唯一合理的解釋應該是代碼優化問題，因為編譯器和CPU都有優化代碼的能力，但是顯然無論是哪種優化，都無法跨越函數調用進行優化；C#比java要快，是不是說明C#的優化器比java要好一些呢？但是JS代碼的兩個比例值有點讓我難住了，但是也并非不可解釋，因為js代碼中間可以優化的地方實在是太多太多了。
       
      結論：
       
         
      1. C作為一種老牌的中高級語言，優勢沒得說。  
      2. 遞歸少用，尤其是JavaScript，連函數調用都盡可能壓縮一些。  
      3. 本文的最主要目的，如果用JScript.net做一般應用程序，效率應該屬于可以接受的范圍，但是千萬不要進行數值計算。  
      4. 以前看過什么java或者C#運行效率可以達到C語言的70%之類的文章，現在看來是有水分的，如果單純比較編譯器的效率，我看差距還是明顯的。看來槍手文章還是要警惕啊！
       
      另外給各位看官提一個小小的請求，如果哪位對python，ruby，perl等熟悉的，用相同算法做一個測試如何？
       
      本文章算法參考了淺議Fibonacci（斐波納契）數列求解。
       
      ========================================
       
      2007-11-16 17:30修改迭代部分的循環次數為26925370次，重新更正相關測試的時間和部分結論。非常感謝裝配腦袋的提醒。謝謝！另外對之前給大家的誤導表示歉意！
      

      


      

        
      
        
      
            posted on 
2007-11-16 15:24 
老翅寒暑 
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