为什么std :: string操作表现不佳？
我做了一个测试，比较几种语言的字符串操作，以选择服务器端应用程序的语言。 结果似乎很正常，直到我终于尝试C ++，这让我感到很惊讶。 所以我想知道我是否错过了任何优化并来这里寻求帮助。
测试主要是密集的字符串操作，包括连接和搜索。 该测试在Ubuntu 11.10 amd64上进行，并使用GCC的4.6.1版本进行。 该机器是戴尔Optiplex 960，具有4G RAM和四核CPU。
在Python（2.7.2）中：
def test():
x = ""
limit = 102 * 1024
while len(x) < limit:
x += "X"
if x.find("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0) > 0:
print("Oh my god, this is impossible!")
print("x's length is : %d" % len(x))
test()
这给出了结果：
x's length is : 104448
real 0m8.799s
user 0m8.769s
sys 0m0.008s
在Java（OpenJDK-7）中：
public class test {
public static void main(String[] args) {
int x = 0;
int limit = 102 * 1024;
String s="";
for (; s.length() < limit;) {
s += "X";
if (s.indexOf("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ") > 0)
System.out.printf("Find!n");
}
System.out.printf("x's length = %dn", s.length());
}
}
这给出了结果：
x's length = 104448
real 0m50.436s
user 0m50.431s
sys 0m0.488s
在Javascript（Nodejs 0.6.3）
function test()
{
var x = "";
var limit = 102 * 1024;
while (x.length < limit) {
x += "X";
if (x.indexOf("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0) > 0)
console.log("OK");
}
console.log("x's length = " + x.length);
}();
这给出了结果：
x's length = 104448
real 0m3.115s
user 0m3.084s
sys 0m0.048s
在C ++（g ++ -Ofast）
Nodejs比Python或Java表现更好并不奇怪。 但是我希望libstdc ++能够比Nodejs提供更好的性能，其结果真让我惊讶。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void test()
{
int x = 0;
int limit = 102 * 1024;
string s("");
for (; s.size() < limit;) {
s += "X";
if (s.find("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0) != string::npos)
cout << "Find!" << endl;
}
cout << "x's length = " << s.size() << endl;
}
int main()
{
test();
}
这给出了结果：
x length = 104448
real 0m5.905s
user 0m5.900s
sys 0m0.000s
小结
好的，现在让我们看看总结：
出奇！ 我在C ++中尝试了“-O2，-O3”，但注意到了帮助。 C ++似乎在V8中只有50％的JavaScript性能，甚至比CPython差。 任何人都可以向我解释，如果我错过了GCC的一些优化或是这种情况？ 万分感谢。
并不是说std::string表现不佳（就像我不喜欢C ++一样），那就是字符串处理对于其他语言来说已经大大优化了。
如果你比较弦乐表演的比较是误导性的，而且如果它们不仅仅是为了表示这一点，那么就是放肆的。
我知道一个事实，即Python字符串对象完全用C语言实现，实际上在Python 2.7中，由于unicode字符串和字节之间没有分离，所以存在许多优化。 如果你在Python 3.x上运行这个测试，你会发现它比较慢。
Javascript有很多重度优化的实现。 预计这里的字符串处理非常好。
你的Java结果可能是由于不适当的字符串处理或其他一些糟糕的情况。 我希望Java专家可以介入并修改这个测试并做一些修改。
至于你的C ++示例，我期望性能稍微超过Python版本。 它执行相同的操作，解释器开销较少。 这反映在你的结果中。 在s.reserve(limit);之前进行测试s.reserve(limit); 会消除重新分配的开销。
我会重申，你只是测试语言实现的单一方面。 此测试的结果不反映整体语言速度。
我已经提供了一个C版本来展示这样的小事如何愚蠢的比赛：
#define _GNU_SOURCE
#include <string.h>
#include <stdio.h>
void test()
{
int limit = 102 * 1024;
char s[limit];
size_t size = 0;
while (size < limit) {
s[size++] = 'X';
if (memmem(s, size, "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 26)) {
fprintf(stderr, "zomgn");
return;
}
}
printf("x's length = %zun", size);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
定时：
matt@stanley:~/Desktop$ time ./smash
x's length = 104448
real 0m0.681s
user 0m0.680s
sys 0m0.000s
所以我在ideone.org上玩了一下。
这里有一个原始C ++程序的稍微修改过的版本，但是在循环中添加消除，所以它只测量对std::string::find()的调用。 请注意，我必须将迭代次数减少到〜40％，否则ideone.org会终止进程。
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
const std::string::size_type limit = 42 * 1024;
unsigned int found = 0;
//std::string s;
std::string s(limit, 'X');
for (std::string::size_type i = 0; i < limit; ++i) {
//s += 'X';
if (s.find("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0) != std::string::npos)
++found;
}
if(found > 0)
std::cout << "Found " << found << " times!n";
std::cout << "x's length = " << s.size() << 'n';
return 0;
}
我在ideone.org的结果是time: 3.37s 。 （当然，这是非常可疑的，但放纵一下，等待其他结果。）
现在我们采用这些代码并交换注释行，以测试附加，而不是查找。 请注意，这一次，我尝试查看任何时间结果时将迭代次数增加了10倍。
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
const std::string::size_type limit = 1020 * 1024;
unsigned int found = 0;
std::string s;
//std::string s(limit, 'X');
for (std::string::size_type i = 0; i < limit; ++i) {
s += 'X';
//if (s.find("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0) != std::string::npos)
// ++found;
}
if(found > 0)
std::cout << "Found " << found << " times!n";
std::cout << "x's length = " << s.size() << 'n';
return 0;
}
尽管迭代次数增加了10倍，但我在ideone.org上的结果是time: 0s 。
我的结论：这个基准在C ++中由搜索操作高度支配，循环中字符的附加对结果没有任何影响。 那真的是你的意图吗？
惯用的C ++解决方案将是：
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
int main()
{
const int limit = 102 * 1024;
std::string s;
s.reserve(limit);
const std::string pattern("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ");
for (int i = 0; i < limit; ++i) {
s += 'X';
if (std::search(s.begin(), s.end(), pattern.begin(), pattern.end()) != s.end())
std::cout << "Omg Wtf found!";
}
std::cout << "X's length = " << s.size();
return 0;
}
我可以通过将字符串放在堆栈上并使用memmem来大幅提高速度 - 但似乎没有必要。 在我的机器上运行，这已经超过了python解决方案速度的10倍。
[在我的笔记本上]
time ./test X's length = 104448 real 0m2.055s user 0m2.049s sys 0m0.001s
链接地址: http://www.djcxy.com/p/31513.html