C++ 和 Haskell 代码在不同机器上的执行时间不同答案

【问题标题】：C++ and Haskell codes differs in execution time on different machinesC++ 和 Haskell 代码在不同机器上的执行时间不同
【发布时间】：2013-06-29 00:56:23
【问题描述】：

我想问你是什么导致了这种差异。如果我编译以下程序并运行相同的二进制文件 - 在某些平台上，由 C++ 代码生成的程序比 Haskell 代码快得多，而在其他平台上则相反。

另外，最终二进制文件的性能会根据它们构建的平台而存在很大差异。（每个平台使用相同的标志和相同版本的 LVM 和 clang）

这些代码已经过优化，应该具有类似的性能 - 请参阅：Can Haskell optimize function calls the same way Clang / GCC does?。

我想问你，怎么可能。

C++ 代码：

#include <cstdio>
#include <cstdlib>

int b(const int x){
    return x+5;
}

int c(const int x){
    return b(x)+1;
}

int d(const int x){
    return b(x)-1;
}

int a(const int x){
    return c(x) + d(x);
}

int main(int argc, char* argv[]){
    printf("Starting...\n");
    long int iternum = atol(argv[1]);
    long long int out = 0;
    for(long int i=1; i<=iternum;i++){
        out += a(iternum-i);
    }
    printf("%lld\n",out);
    printf("Done.\n");
}

用clang++ -O3 main.cpp编译

haskell 代码：

module Main where
import qualified Data.Vector as V
import System.Environment
b :: Int -> Int
b x = x + 5
c x = b x + 1
d x = b x - 1
a x = c x + d x
main = do
   putStrLn "Starting..."
   args <- getArgs
   let iternum = read (head args) :: Int in do
      putStrLn $ show $ V.foldl' (+) 0 $ V.map (\i -> a (iternum-i))
         $ V.enumFromTo 1 iternum
      putStrLn "Done."

用ghc -O3 --make -fforce-recomp -fllvm ghc-test.hs编译

结果（在不同平台上测试相同的二进制文件）

// binaries compiled on Ubuntu:
Ubuntu x64 @ Intel i7-3610QM CPU @ 2.30GHz : C++:0.775s, GHC:1.01s
Gentoo x64 @ Intel i7-Q720   CPU @ 1.6GHz  : C++:3.6s,   GHC:2.1s

// binaries compiled on Gentoo:
Ubuntu x64 @ Intel i7-3610QM CPU @ 2.30GHz : C++:0.782s, GHC:1.01s
Gentoo x64 @ Intel i7-Q720   CPU @ 1.6GHz  : C++:2.3s,   GHC:1.3s

【问题讨论】：

编译器的输出可以针对不同的芯片组进行优化。我将重复我对您上一个问题所说的话：检查程序集输出。
@chrisaycock 我上次没有看到你的评论 - 我会做的
@H2CO3：“C++ 是一种编译语言，Haskell 是一种解释语言。”这是错误的。 GHC 是一个编译器。它生成本机代码。语言本身既不是解释器也不是编译器，但可以为任何实用语言（包括 C++）编写解释器或编译器。
这些是不同的系统，具有不同的内核、不同的特性，可能是您链接到的具有不同性能配置文件的不同库。没有理由想象它们会有相同的性能配置文件！
“静态”编译它们以消除由动态库引起的任何差异。

标签： c++ performance haskell optimization compiler-construction

【解决方案1】：

如果我编译以下程序并运行相同的二进制文件 - 在某些平台上，由 C++ 代码生成的程序比 Haskell 代码快得多，而在其他平台上，情况则相反。

另外，最终二进制文件的性能会根据它们构建的平台而存在很大差异。（每个平台使用相同的标志和相同版本的 LVM 和 clang）

您正在看到真实计算机令人讨厌的操作细节的影响：

链接器优化
不同版本的动态加载库
给定微架构的汇编代码生成质量
访问专用指令
缓存大小
操作系统调度程序、分配器...
内存延迟

两个平台之间存在大量不同的代码和硬件，这意味着您最终会测量不同的东西。

没有理由期望性能相同，甚至比例相同。对于微基准，在移动平台时翻转相对顺序并不罕见。

【讨论】：