递归和迭代的速度性能——为什么它们对于不同的“小”数都以相同的速度运行？

Question

我正在尝试优化我拥有的代码。为了做到这一点，我编写了这段代码来查看递归与迭代的效果。代码“计数”到 10 的 n 次方。

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    Stopwatch sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    recurse(4);
    //iterate(4);
    sw.Stop();
    Text = sw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString();
}

void recurse(int i)
{
    if (i < 1) return;
    for (int x = 0; x < 10; x++) recurse(i - 1);
}

void iterate(int i)
{
    i = (int)System.Math.Pow(10, i);
    for (int x = 0; x < i; x++) ;
}

我得到了这个意想不到的结果：当 n 为 1 到 4 时，递归和迭代的速度都在 0.5 毫秒左右。 - 而不是 4 比我预期的 1 慢 1000 倍。只有对于更大的数字，它才开始具有更直观的速度，迭代也比递归更快。

为什么10次和10000次的速度一样？

Answer 1

即使您在两种情况下都更正了代码以计算相同的东西，也不要一次性测试类似的东西。除非测试本身至少需要一秒钟，否则您不会得到正确的结果。运行一百万次，然后除以总时间。当你测试只需要一两毫秒的东西时，你应该确保测试需要足够长的时间来忽略冷缓存的差异，.Start() 和 .Stop() 调用的时间，小的 GC 延迟同时等。还要确保实际工作比空计数循环花费更多的时间（即for(many times) recurse(x) 有足够高的x for 本身不相关）

单次运行 0.5 毫秒的结果在这里或多或少毫无意义。此外，如果它是一种 jitted 语言，我建议在测试之前调用相同的函数，以确保它已经编译 - 否则会增加开销。

TL;DR - 函数周围发生的其他事情的开销高于函数执行所需的时间。

Answer 2

我认为问题在于您的递归实现。除非我读错了，否则递归只运行 4 次，每次迭代 1 到 10 次。虽然迭代计算 10^4 - 10,000，然后从 0 计数到 10,000。

所以，你没有进行公平的比较。

修订：如果您确实在 0.5 毫秒范围内得到响应，那么您可能已经超出了所涉及函数的准确性。这篇 MS 文章 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.diagnostics.stopwatch.aspx 提供了一个纳秒计时示例，您可能会觉得有帮助。这需要更多的工作，但可能会提供一些见解。