为什么小循环中的大循环比大循环中的小循环更快？

Question

这是我的Perl代码

$big=10_000_000;
#A:big loop outside
my $begin_time = time;
foreach my $i (1..$big) {
        foreach my $p (1..10){
        }
}
my $end_time = time;
my $t1=$end_time-$begin_time; 

#B:small loop outside
my $begin_time = time;
foreach my $i (1..10){
     foreach my $p (1..$big){
     }
}
my $end_time = time;
my $t2=$end_time-$begin_time; 

#output
print $t1;
print "\n";
print $t2;

t1 = 8秒
t2 = 3秒

和mathematica代码:

Timing[Do[2, {i, 1, 10}, {j, 2*1, 10^7}]]
output:{14.328, Null}
Timing[Do[2, {j, 1, 2*10^7}, {i, 1, 10}]]
output:{30.937, Null}

为什么外面的大循环需要更多时间？

Answer 1

执行内部循环时会产生一定的开销(初始化变量;检查是否应该结束),在第一种情况下,您将丢失10,000,000次这样的开销; 在第二个,你只做了10次.

编辑:让我们s来设置循环(例如初始化变量)和i迭代循环的时间(例如测试结束条件).然后:

大内环

T = s1 + 10 * ( i1 + s2 + 10,000,000*i2 )
  = s1 + 10*i1 + 10*s2 + 100,000,000*i2

大外圈

T = s1 + 10,000,000 * ( i1 + s2 + 10*i2 )
  = s1 + 10,000,000*i1 + 10,000,000*s2 + 100,000,000*i2

区别

diff = 9,999,990*i1 + 9,999,990*s2

所以迭代时间外环(中i1)与内环(的建立时间s2)都与大外环比大内环执行9999990倍以上.