Tra*_*rap 230 c# c++ performance benchmarking
或者它现在反过来了?
从我所听到的有些领域,C#证明比C++更快,但我从来没有勇气自己测试它.
你们中的任何一个人都可以详细解释这些差异,或者将我指向正确的地方以获取相关信息.
Mar*_*bst 324
没有严格的理由说明基于字节码的语言(如C#或Java)具有JIT不能像C++代码一样快.但是,C++代码在很长一段时间内都显着提高了速度,而且在很多情况下今天仍然如此.这主要是由于更高级的JIT优化实现起来很复杂,而真正酷的优化只是刚刚到来.
因此,在许多情况下,C++更快.但这只是答案的一部分.C++实际上更快的情况是高度优化的程序,专家程序员彻底优化了代码的地狱.这不仅非常耗时(并且因此昂贵),而且还通常由于过度优化而导致错误.
另一方面,解释语言中的代码在运行时的更高版本(.NET CLR或Java VM)中变得更快,而无需执行任何操作.JIT编译器可以做很多有用的优化,这些优化在带有指针的语言中根本不可能.此外,一些人认为垃圾收集通常应该与手动内存管理一样快或者更快,并且在许多情况下它是.您通常可以在C++或C中实现并实现所有这些功能,但它会更加复杂且容易出错.
正如唐纳德克努特所说,"过早优化是所有邪恶的根源".如果您确实知道您的应用程序将主要包含非常高性能的算法,并且它将成为瓶颈,并且它在C++中肯定会更快,并且您确信C++不会与您的其他C++冲突要求,去C++.在任何其他情况下,专注于首先以最适合您的语言正确实现您的应用程序,然后在运行速度太慢时找到性能瓶颈,然后考虑如何优化代码.在最坏的情况下,您可能需要通过外部函数接口调用C代码,因此您仍然可以使用较低级别的语言编写关键部分.
请记住,优化正确的程序相对容易,但更难以纠正优化的程序.
给出速度优势的实际百分比是不可能的,这在很大程度上取决于您的代码.在许多情况下,编程语言实现甚至不是瓶颈.请参考http://benchmarksgame.alioth.debian.org/上的基准测试,因为这些基本上是测试算术代码,很可能与您的代码完全不同.
mat*_*ant 189
C#可能不会更快,但它会让你/我更快.这是我做的最重要的衡量标准.:)
Kon*_*lph 81
它的五个橙子更快.或者更确切地说:没有(正确的)一揽子答案.C++是一种静态编译的语言(但是,也有配置文件引导优化),C#在JIT编译器的帮助下运行.存在很多差异,诸如"快多快"的问题无法回答,甚至不能达到数量级.
U00*_*07D 80
首先,我将通过陈述:不同意对此问题的部分接受(以及良好的投票)答案:
实际上有很多原因导致JITted代码运行速度慢于正确优化的C++(或其他没有运行时开销的语言)程序,包括:
根据定义,在运行时花在JITting代码上的计算周期不可用于程序执行.
在抖动任何热的路径将与您的CPU中的指令和数据缓存代码竞争.我们知道缓存在性能方面占主导地位,而C++等本地语言根据定义没有这种类型的争用.
运行时优化的时间预算必然是多比的更多的限制编译时优化器(如另一个评论指出)
底线:最终,你将几乎肯定能在C创建一个更快的实现++比你在C#中能.
现在,有了这样说,实际上还有多快不可量化,因为变量太多:任务,问题域,硬件,实现质量以及许多其他因素.您将对场景运行测试以确定性能差异,然后确定是否值得额外的工作量和复杂性.
这是一个非常漫长而复杂的主题,但我觉得为了完整起见,值得一提的是C#的运行时优化器非常出色,并且能够在运行时执行某些动态优化,这些优化在C++编译时是不可用的(静态)优化器.即便如此,优势仍然通常在本机应用程序的法庭上,但动态优化器是上面给出的" 几乎肯定"限定符的原因.
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在相对表现方面,我也被其他一些答案所看到的数字和讨论所打扰,所以我想我会在同一时间为我上面的陈述提供一些支持.
这些基准测试的问题很大一部分就是你不能像编写C#一样编写C++代码并期望获得有代表性的结果(例如,在C++中执行数千个内存分配会给你带来可怕的数字.)
相反,我写了稍微更惯用的C++代码,并与提供的C#代码@Wiory进行了比较.我对C++代码所做的两个主要更改是:
1)使用了vector :: reserve()
2)将2d数组展平为1d以实现更好的缓存局部性(连续块)
C#(.NET 4.6.1)
private static void TestArray()
{
const int rows = 5000;
const int columns = 9000;
DateTime t1 = System.DateTime.Now;
double[][] arr = new double[rows][];
for (int i = 0; i < rows; i++)
arr[i] = new double[columns];
DateTime t2 = System.DateTime.Now;
Console.WriteLine(t2 - t1);
t1 = System.DateTime.Now;
for (int i = 0; i < rows; i++)
for (int j = 0; j < columns; j++)
arr[i][j] = i;
t2 = System.DateTime.Now;
Console.WriteLine(t2 - t1);
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
运行时间(Release):Init:124ms,填充:165ms
C++ 14(Clang v3.8/C2)
#include <iostream>
#include <vector>
auto TestSuite::ColMajorArray()
{
constexpr size_t ROWS = 5000;
constexpr size_t COLS = 9000;
auto initStart = std::chrono::steady_clock::now();
auto arr = std::vector<double>();
arr.reserve(ROWS * COLS);
auto initFinish = std::chrono::steady_clock::now();
auto initTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(initFinish - initStart);
auto fillStart = std::chrono::steady_clock::now();
for(auto i = 0, r = 0; r < ROWS; ++r)
{
for (auto c = 0; c < COLS; ++c)
{
arr[i++] = static_cast<double>(r * c);
}
}
auto fillFinish = std::chrono::steady_clock::now();
auto fillTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(fillFinish - fillStart);
return std::make_pair(initTime, fillTime);
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
运行时间(释放):初始值:398μs(是的,那是微秒),填充:152ms
意见
将C#实现更改为相同的1d数组实现,产生Init:40ms,填充:171ms,总计:211ms(C++仍然快了近40%).
在C++中设计和编写"快速"代码要比在任何一种语言中编写"常规"代码要困难得多.
它(或许)很容易在C++中表现不佳; 我们看到了无保留的向量性能.而且有很多像这样的陷阱.
当您考虑运行时发生的所有事情时,C#的性能相当惊人.并且该性能相对容易访问.
比较C++和C#的性能的更多轶事数据:https://benchmarksgame.alioth.debian.org/u64q/compare.php?lang = gpp&lang2 = csharpcore
最重要的是,C++为您提供了更多的性能控制.你想用指针吗?参考?堆栈内存?堆?动态多态或消除静态多态的vtable的运行时开销(通过模板/ CRTP)?在C++中,你必须......呃,自己做出所有这些选择(以及更多),理想情况下,你的解决方案最能解决你正在解决的问题.
问问自己你是否真的想要或需要这种控制,因为即使是上面的小例子,你也可以看到虽然性能有了显着提高,但它需要更深入的投资才能获得.
Nem*_*vic 61
根据我的经验(我用两种语言都做了很多工作),C#与C++相比的主要问题是高内存消耗,我还没有找到一种控制它的好方法.内存消耗最终会减慢.NET软件的速度.
另一个因素是JIT编译器不能承受太多时间来进行高级优化,因为它在运行时运行,如果花费太多时间,最终用户会注意到它.另一方面,C++编译器始终需要在编译时进行优化.这个因素远没有内存消耗那么重要,恕我直言.
Kon*_*lph 33
在编译时可以预先确定多态决策的情况下,C++仍然具有优势(并将在未来几年内发挥作用)的一种特殊情况发生.
通常,封装和延迟决策是一件好事,因为它使代码更加动态,更容易适应不断变化的需求并更容易用作框架.这就是为什么C#中的面向对象编程非常有效并且可以在术语"泛化"下概括的原因.不幸的是,这种特殊的泛化在运行时需要付出代价.
通常,这个成本是非实质性的,但是有些应用程序中虚拟方法调用和对象创建的开销会产生影响(特别是因为虚方法会阻止其他优化,例如方法调用内联).这就是C++具有巨大优势的地方,因为您可以使用模板来实现不同类型的泛化,这种泛化对运行时没有影响,但不一定比OOP更少多态.事实上,构成OOP的所有机制都可以仅使用模板技术和编译时解析来建模.
在这种情况下(并且不可否认,它们通常仅限于特殊问题域),C++赢得了C#和类似的语言.
Con*_*lls 19
C++(或者C就此而言)为您提供了对数据结构的细粒度控制.如果你想捏捏你有这个选择.使用Java/.NET库的内部数据结构的大型托管Java或.NET应用程序(OWB,Visual Studio 2005)随身携带.我已经看到OWB设计师会话使用超过400 MB的RAM和BIDS进行立方体或ETL设计也可以进入100的MB.
在可预测的工作负载(例如多次重复进程的基准测试)上,JIT可以为您提供经过充分优化的代码,使其没有实际差异.
IMO在大型应用程序上的区别不在于JIT与代码本身正在使用的数据结构.如果应用程序占用大量内存,则缓存使用效率会降低.现代CPU上的高速缓存未命中非常昂贵.在C或C++真正获胜的地方,您可以优化数据结构的使用,以便与CPU缓存很好地协同工作.
QBz*_*ziZ 19
对于图形,标准C#Graphics类比通过C/C++访问的GDI慢.我知道这与语言本身无关,更多的是与整个.NET平台有关,但Graphics是作为GDI替代品提供给开发人员的,而且它的性能非常糟糕我甚至不敢做图形用它.
我们有一个简单的基准测试,用于查看图形库的速度,并且只是在窗口中绘制随机线.C++/GDI仍然很容易使用10000行,而C#/ Graphics难以实时执行1000行.
小智 13
垃圾收集是Java#不能用于实时系统的主要原因.
GC何时会发生?
这需要多长时间?
这是不确定的.
ILo*_*ran 11
我们不得不确定C#在性能上是否与C++相当,我为此编写了一些测试程序(对于这两种语言使用Visual Studio 2005).事实证明,没有垃圾收集,只考虑语言(而不是框架),C#与C++的性能基本相同.C#中的内存分配比C++中更快,当数据大小超出缓存行边界时,C#在确定性方面略有优势.然而,所有这些最终都要付出代价,并且由于垃圾收集,C#的非确定性性能命中形式会产生巨大的成本.
小智 7
>据我所知......
您的困难似乎在于决定您所听到的内容是否可信,并且当您尝试评估此网站上的回复时,将会重复这一困难.
你怎么决定人们在这里说的话比你原来听到的更可靠或更不可信?
一种方法是要求证据.
当有人声称"有些领域C#证明比C++更快"时,问他们为什么这么说,请他们告诉你测量结果,让他们向你展示程序.有时他们会犯错误.有时你会发现他们只是表达了一种意见,而不是分享他们可以证明是真实的东西.
通常情况下,信息和意见会混淆在人们所声称的内容中,你必须尝试找出哪个是哪个.例如,来自本论坛的回复:
"请参考http://shootout.alioth.debian.org/ 上的基准测试,因为这些基本上是测试算术代码,很可能与你的代码完全不同."
问问自己,你是否真的理解"这些主要测试算术代码"的意思,然后问问自己作者是否真的向你证明他的说法是正确的.
"这是一个相当无用的测试,因为它实际上取决于各个程序的优化程度;我已经设法将其中一些程序加速了4-6倍或更多,明确表示未经优化的程序之间的比较是相当的愚蠢."
问问自己,作者是否真的告诉过你他已经设法"将其中一些加速了4-6倍或更多" - 这是一个很容易的声明!
C/C++可以在程序中执行得更好,在这些程序中有大型数组或重型循环/迭代数组(任何大小).这就是图形在C/C++中通常要快得多的原因,因为重型阵列操作几乎是所有图形操作的基础.由于所有的安全检查,.NET在数组索引操作中的速度非常慢,对于多维数组尤其如此(是的,矩形C#数组甚至比锯齿状C#数组慢).
如果直接使用指针并避免使用Boost std::vector和其他高级容器,以及inline可能的每个小功能,C/C++的奖励最为明显.尽可能使用旧式数组.是的,您将需要更多代码行来完成与Java或C#相同的操作,因为您避免使用高级容器.如果你需要一个动态大小的数组,你只需要记住将你new T[]与相应的delete[]语句(或使用std::unique_ptr)配对- 额外速度的价格是你必须更仔细地编码.但作为交换,你可以摆脱托管内存/垃圾收集器的开销,这可能很容易占Java和.NET中大量面向对象程序执行时间的20%或更多,以及那些大量托管内存数组索引成本.在某些特定情况下,C++应用程序也可以从一些漂亮的编译器开关中受益.
我是C,C++,Java和C#的专家程序员.我最近有机会在后3种语言中实现完全相同的算法程序.该程序有很多数学和多维数组操作.我用所有3种语言对其进行了大量优化.结果是我通常在不太严格的比较中看到的典型结果:Java比C#快大约1.3倍(大多数JVM比CLR更优化),而C++原始指针版本的速度比C#快大约2.1倍.请注意,C#程序仅使用安全代码 - 我认为您在使用unsafe关键字之前也可以使用C++对其进行编码.
为了避免有人认为我有反对C#的东西,我最后会说C#可能是我最喜欢的语言.它是迄今为止我遇到的最合乎逻辑,最直观,最快速的开发语言.我在C#中做了所有的原型设计.与Java相比,C#语言具有许多小的,微妙的优势(是的,我知道微软有机会通过较晚进入游戏并且可以复制Java来修复Java的许多缺点).向Java的Calendar班级敬酒吗?如果微软花费了大量精力来优化CLR和.NET JITter,那么C#可以认真接管.我真的很惊讶他们还没有 - 他们在C#语言中做了很多事情,为什么不跟着重击编译器优化呢?也许如果我们都乞求.
对于"令人尴尬的并行"问题,当在C++上使用英特尔TBB和OpenMP时,我发现与使用C#和TPL完成的类似(纯数学)问题相比,性能提升了大约10倍.SIMD是C#无法竞争的一个领域,但我也觉得TPL有相当大的开销.
也就是说,我只使用C++进行性能关键任务,我知道我将能够多线程并快速获得结果.对于其他一切,C#(偶尔也是F#)就好了.
.NET语言可以像C++代码一样快,甚至更快,但是C++代码将具有更恒定的吞吐量,因为.NET运行时必须为GC暂停,即使它对其暂停非常聪明.
因此,如果您的某些代码必须始终如一地快速运行而没有任何暂停,那么即使您对运行时GC非常小心,.NET也会在某些时候引入延迟.
没有真正明确的答案,这是一个非常模糊的问题.
例如; 我宁愿玩用C++创建的3D游戏而不是C#,因为性能肯定要好得多.(而且我知道XNA等等,但它并没有接近真实的东西).
另一方面,如前所述; 你应该用一种语言进行开发,让你快速做你想做的事,然后在必要时进行优化.