为什么这段代码用 Python 比用 C++ 快？ [关闭]

Question

我写了一个简单的代码来比较 Python 和 C++ 的速度。这是 Python 代码：

def count_permutations(N:int)->int:
    count=0
    for p in itertools.permutations(range(1,N+1)):
        count += 1
    return count

这里是 C++ 代码：

int count_permutations(int N) {
    vector<int> v(N);
    iota(v.begin(), v.end(), 1); // fill the vector with 1,...,N
    int count=0;
    do {
        ++count;
    } while ( next_permutation(v.begin(),v.end()) );
    return count;
}

当我在 Ubuntu 上使用 Python 3.8.5 运行时，我得到：

Permutations of 1..11:
  39916800 permutations calculated in 3.31172251701355 seconds
Permutations of 1..12:
  479001600 permutations calculated in 40.63520336151123 seconds

当我在同一个 Ubuntu 上使用 C++ (clang++-9) 运行时，没有优化，我得到：

Permutations of 1..11:
  39916800 permutations calculated in 5 seconds
Permutations of 1..12:
  479001600 permutations calculated in 57 seconds

我觉得这很奇怪，因为在benchmarks 网站上，C++ 总是比 Python 快。

有没有可能最近版本的 Python 变得如此之快以至于它们现在比 C++ 并行更快？

Answer 1

理论 C++ 性能只能被较低级别的语言超越，在这种情况下是原始 asm/机器代码。这当然高度依赖于具体的代码。但是如果不完全重写和重新设计解释器，CPython 将永远无法获得这种水平的性能。有一些设计选择（例如 gil、no jit 等）只会阻止它表现良好。然而，其他一些 Python 实现，例如PyPy 的性能可能非常好，有时甚至可以与低级语言相媲美。

如果您的 C++ 代码的性能与 Python 代码相似或更差，那么您应该检查以下内容：

1. 您应该在编译 C++ 时进行优化（从 cmets 判断这是您的问题）。
2. 两种语言的代码应该是相同的。不难忽略影响性能的细微差异。
3. 代码是等效的，但您使用更差的 C++ 算法/实现。请注意，标准 C++ 库不能保证是最快的。它通常提供大 O 保证，这是不一样的。某些功能的默认 Python 实现实际上可能比默认 C++ 实现更快，尽管可能性不大。
4. 您的 Python 代码已经高度优化，并且实际上可以通过 C/C++ 插件运行（这就是为什么例如 ML 与 Python 是有意义的）。