为什么与斐波那契数列的 C 相比 Haskell 这么慢？答案

【问题标题】：Why is Haskell so slow compared to C for Fibonacci sequence?为什么与斐波那契数列的 C 相比 Haskell 这么慢？
【发布时间】：2017-08-03 22:11:23
【问题描述】：

我只是 Haskell 的初学者。我编写了一个代码来显示斐波那契数列中的 N 个数字。这是我在 Haskell 中的代码，

fib_seq 1 = 1:[]
fib_seq 2 = 1:1:[]
fib_seq n = sum(take 2 (fib_seq (n-1))):fib_seq (n-1)

当我在 GHCI 中为更高的数字（如 fib_seq 40）运行此代码时，评估它需要很长时间，并且我的计算机挂起，我不得不中断。但是，当我在 C 中编写相同的确切逻辑时，（我只是打印而不是将其保存在列表中），

#include<stdio.h>

int fib_seq (int n){
    if(n==1)        return 1;
    else if(n==2)   return 1;
    else            return fib_seq(n-1)+fib_seq(n-2);   }


void print_fib(int n){
    if(n==0)    return;
    else        printf("%i ", fib_seq(n));
                print_fib(n-1);     }

int main(int argn, char* argc){
    print_fib(40);
    return 0;     }

代码非常快。使用 GCC 编译时运行大约需要 1 秒。 Haskell 应该比 C 慢吗？我在互联网上查找了其他答案，他们说了一些关于记忆的事情。我正在开始 Haskell，我不知道那是什么意思。我要说的是，我编写的 C 代码和 Haskell 代码都执行相同的步骤，而且 Haskell 比 C 慢得多，它挂起我的 GHCI。 1-2 秒的差异是我永远不会担心的，如果 C 也花费了与 Haskell 相同的确切时间，我也不会担心。但是 Haskell 崩溃而 C 在 1 秒内完成它是不可接受的。

【问题讨论】：

不要使用ghci 进行基准测试：使用优化的ghc 编译并运行该程序...
我相信fib_seq(42) 会溢出 c 整数。你会得到一个快速、错误的值（更不用说未定义的行为），但值更大。
在 Haskell 中你还可以构建一个列表。这是计算第 i 个数字之外的另一项任务。
“我编写的[The] C 代码和 Haskell 代码都执行相同的步骤”——它们没有；一方面，正如 Willem Van Onsem 指出的那样，C 代码中的任何地方都没有列表。您可能会发现 this question asked yesteday 相关。
@Ayatana 我没有对 C 做出任何声明。我只是想指出它们字面上不是相同的步骤，它们之间的对应关系可能不像你的问题所暗示的那么简单。（参见丹尼尔瓦格纳的回答。）

标签： c performance haskell fibonacci

【解决方案1】：

以下程序，使用ghc -O2 test.hs 编译，是您发布的使用gcc -O2 test.c 编译的 C 代码的 +/-2%。

fib_seq :: Int -> Int
fib_seq 1 = 1
fib_seq 2 = 1
fib_seq n = fib_seq (n-1) + fib_seq (n-2)

main = mapM_ (print . fib_seq) [40,39..1]

一些cmets：

与您不同，我实现了完全相同的逻辑。不过，我怀疑这是真正的区别；查看剩余的 cmets 以了解更可能的原因。
我指定了与 C 用于算术的相同类型。您没有这样做，这可能会遇到两个问题：使用 Integer 而不是 Int 进行大数运算，以及使用类多态类型而不是单态类型，这会在每个函数调用上增加开销。
我编译了。 ghci 旨在尽可能快地进行交互，而不是生成快速代码。
我目前没有安装正确的 llvm 版本，但它通常会比 ghc 自己的 codegen 更好地处理像这样的大量数字代码。如果它最终比 gcc 更快，我不会太惊讶。

当然，使用许多著名的更好的斐波那契算法之一将胜过所有这些废话。

【讨论】：

【解决方案2】：

猜猜如果“fib_seq (n-1)”在每次递归中被计算两次会发生什么。然后试试这个：

fib_seq 1 = 1:[]
fib_seq 2 = 1:1:[]
fib_seq n = sum(take 2 f):f
            where f = fib_seq (n-1)

【讨论】：