造成这种差异的原因..从 C++ 到 C？

Question

我想知道为什么会一直发生这种情况...！！ 我编写了两个程序，一个用 c 编写，另一个用 c++ 编写。两者执行相同的操作。即打印从 1 到 2000000 的数字。另外，我在执行开始时设置计时器.. 打印完所有数字后，还打印了经过的时间.. c++ 程序所用的时间总是比 c 程序长。 我觉得时间差异很大。我很想知道这是什么原因..????..

这是两个程序

//iotest.c

#include<stdio.h>
#include<time.h>

clock_t start=clock();

int main()
{
for(int i=0;i<2000000;i++)

printf("%d\n",i);

printf("Time Elapsed: %f\n",((double)clock()-start)/CLOCKS_PER_SEC);

return 0;

}

//iotest.cpp

#include<iostream>

#include<time.h>

using namespace std;

clock_t start=clock();

int main()
{
    for(int i=0;i<2000000;i++)

    cout<<i<<endl;

    cout<<"Time elapsed "<<((double)clock()-start)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;

    return 0;

}

// 版本 C++ 4.3.2 通过发出命令编译c程序

g++ iotest.c

执行给予

1

.

.

2000000

经过的时间：5.410000（并不总是相同..）

执行第二个程序

1

.

.

2000000

经过的时间：5.81（并不总是相同..）

Answer 1

这两个程序的区别在于 C++ 版本使用endl，它不仅插入换行符，而且刷新缓冲区。执行任何输出的缓慢部分是刷新缓冲区。

如果你使用 C++ 程序，这两个程序的速度可能差不多

count << i << "\n";

---

以下两个程序实现了相似的执行时间：

C 程序 (a.c)：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main()
{
    clock_t start=clock();
    for (int i=0; i<2000000; i++) printf("%d\n",i);
    clock_t end=clock();

    fprintf(stderr, "Time Elapsed: %f\n",((double)end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    return 0;
}

编译：gcc -O3 -std=c99 a.c

C++ 程序 (b.cpp)：

#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main()
{
    clock_t start=clock();
    for (int i=0;i<2000000;i++) cout << i << '\n';
    clock_t end=clock();

    cerr << "Time elapsed " << ((double)end-start)/CLOCKS_PER_SEC << endl;

    return 0;
}

使用g++ -O3 b.cpp编译

Answer 2

您已在静态初始化时开始计时，而您的 C++ 标准库在静态初始化期间可能还有更多工作要做。

你也在反复刷新你的流，而且 iostream 有点慢。

这样做：

#include <iostream>
#include <ctime>

int main()
{
    std::clock_t start = std::clock();
    for (int i=0;i<2000000;i++)
       std::cout << i << '\n';
    std::cout << "Time elapsed " << (static_cast<double>(std::clock()-start)/CLOCKS_PER_SEC) << std::endl;
    return 0;
}

适当的基准测试需要您多次运行该程序，然后取结果的平均值。你得到的结果根本不可靠。

（还要注意我是如何将 time.h 更改为 C++ 对应的 ctime。）

Answer 3

使用cout << endl 将强制刷新。如果您使用cout << "\n"

，则差异可能会更低

也就是说，iostreams（在我个人看来）不是最有效的机制，我希望 printf 仍然更快。如果输出速度是应用程序的性能瓶颈，您可能应该 fwrite 到 stdout，否则只需坚持类型安全 cout。

Answer 4

这是因为std::cout 的设计与printf() 不同。你在性能上损失了什么，你在可维护性上得到了回报（例如类型安全、使用灵活性、结构化语法等）。 iostream 库是 C++ 标准库中最庞大的部分之一，因此这并不奇怪。

看看汇编输出，你会亲眼看到。

Answer 5

C++ 有点高级，流的工作方式似乎与 printf 非常不同，C 和 C++ 编译器都会生成不同的代码。

Answer 6

我认为瓶颈在于数据的格式。我更改了 Gabe 的示例，将一个常量字符数组输出到控制台（以尽量减少因整数格式化而产生的影响）：

交流

include <stdio.h>
#include <time.h>

int main()
{
    static const char   hello[] = "hello\n";
    clock_t start=clock();
    for (int i=0; i<2000000; i++) printf("%s",hello);
    clock_t end=clock();

    fprintf(stderr, "Time Elapsed: %f\n",((double)end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    return 0;
}

b.cpp:

#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main()
{
    static const char   hello[] = "hello\n";
    clock_t start=clock();
    for (int i=0;i<2000000;i++) cout << hello;
    clock_t end=clock();

    cerr << "Time elapsed " << ((double)end-start)/CLOCKS_PER_SEC << endl;

    return 0;
}

编译语句：

gcc -mno-cygwin -O3 -std=c99 a.c
g++ -mno-cygwin -O3 -o b.exe b.cpp

可执行尺寸：

# ls -al *.exe
-rwxr-xr-x 1 Thomas root  49052 Mar  3 12:00 a.exe
-rwxr-xr-x 1 Thomas root 503195 Mar  3 12:01 b.exe

性能（在独立 XP 上运行，具有最少的操作系统和应用程序）：

a.c:  Time elapsed: 187.359
b.cpp: Time elapsed: 120.718

C++ 程序可能运行得更快，因为它正在调用针对数据量身定制的方法。 printf 仍然需要在打印之前扫描格式字符串。

在得出任何实质性结论之前，应该对“fwrite”与“cout.write()”进行对比以获得基线。这将是从其他比较中减去的时间，因为它代表系统的 I/O 开销。 （我假设这些函数使用最少的代码输出到控制台）。

Answer 7

不幸的是，原因是流比 printf() 慢

你可以考虑设置一个断点，看看这些调用下面发生了什么；）

+

使用 cout 与 printf 的优缺点已经花费了人类十年的时间。我不想复制下面的某种冗长的讨论： http://groups.google.com/group/comp.lang.c++.moderated/browse_thread/thread/77637c6bf362a01c?pli=1

现实情况是 cout 比 printf 慢（如果你想让我更准确的话，我可以在这里说：一般来说）。
是的，流旨在采用更高级别的软件设计范例并从中受益。
是的，它们是类型安全的。
是的，它们更灵活。
是的，有很多非常有用的东西，比如 boost 的 lexical_cast 取决于它们。
然而，给我尽可能多的 -1 我们你喜欢的家伙，但它仍然不会改变流比 printf 慢的事实；）

你可能会问，为什么？
C++ cout printing slowly
cout or printf which of the two has a faster execution speed C++?
mixing cout and printf for faster output