有什么能阻止其他语言 能够编译成二进制文件 运行速度和C一样快?

没什么。像Java或。net语言这样的现代语言更多地面向程序员的生产力，而不是性能。现在硬件很便宜。此外，编译到中间表示提供了很多好处，如安全性，可移植性等。net CLR可以利用不同的硬件-例如，你不需要手动优化/重新编译程序来使用SSE指令集。

如果你花了一个月的时间用C语言构建的程序只需要0.05秒，而我花了一天的时间用Java写同样的程序，只需要0.10秒，那么C语言真的更快吗?

但是回答你的问题，编写良好的C代码通常会比其他语言编写的代码运行得更快，因为编写良好的C代码的一部分包括在接近机器的级别上进行手动优化。

尽管编译器确实非常聪明，但它们还不能创造性地提出与手工按摩算法竞争的代码(假设“手”属于一个优秀的C程序员)。

编辑:

很多评论都是这样的:“我用C语言编写，我不考虑优化。”

举个具体的例子:

在Delphi中我可以这样写:

function RemoveAllAFromB(a, b: string): string;
var
  before, after :string;
begin
  Result := b;
  if 0 < Pos(a,b) then begin
    before := Copy(b,1,Pos(a,b)-Length(a));
    after := Copy(b,Pos(a,b)+Length(a),Length(b));
    Result := before + after;
    Result := RemoveAllAFromB(a,Result);  //recursive
  end;
end;

用C语言写:

char *s1, *s2, *result; /* original strings and the result string */
int len1, len2; /* lengths of the strings */
for (i = 0; i < len1; i++) {
   for (j = 0; j < len2; j++) {
     if (s1[i] == s2[j]) {
       break;
     }
   }
   if (j == len2) {  /* s1[i] is not found in s2 */
     *result = s1[i]; 
     result++; /* assuming your result array is long enough */
   }
}

但是C版本中有多少优化呢?我们在实现方面做了很多我在Delphi版本中没有考虑到的决定。字符串是如何实现的?在特尔斐我看不出来。在C语言中，我已经决定它将是一个指向ASCII整数数组的指针，我们称之为字符。在C语言中，我们每次测试一个字符的存在性。在Delphi中，我使用Pos。

这只是一个小例子。在一个大型程序中，C程序员必须对每几行代码做出这类低级决策。它加起来就是一个手工制作、手工优化的可执行文件。

For the most part, every C instruction corresponds to a very few assembler instructions. You are essentially writing higher level machine code, so you have control over almost everything the processor does. Many other compiled languages, such as C++, have a lot of simple looking instructions that can turn into much more code than you think it does (virtual functions, copy constructors, etc..) And interpreted languages like Java or Ruby have another layer of instructions that you never see - the Virtual Machine or Interpreter.

这不是语言的问题，而是工具和库的问题。C语言可用的库和编译器比新语言要老得多。你可能认为这会让它们变慢，但事实恰恰相反。

这些库是在处理能力和内存非常重要的时候编写的。它们必须写得非常高效，才能发挥作用。C编译器的开发人员也花了很长时间为不同的处理器进行各种巧妙的优化。C语言的成熟和广泛采用使得它比同时期的其他语言具有显著的优势。它还使C语言在速度上比那些不像C语言那样强调原始性能的新工具更有优势。

里面有很多问题——大部分是我没有资格回答的问题。但对于最后一个:

有什么能阻止其他语言编译成运行速度和C一样快的二进制呢?

一句话，抽象。

C语言只比机器语言高出一到两个抽象层次。Java和. net语言距离汇编程序至少有3个抽象级别。Python和Ruby我不太确定。

通常，程序员的玩具越多(复杂的数据类型等)，你离机器语言的距离就越远，需要做的翻译就越多。

我在这里和那里都偏离了，但这是基本的要点。

更新-------这篇文章有一些很好的评论，有更多的细节。

C的设计者们已经做出了取舍。也就是说，他们决定把速度放在安全之上。C不会

检查数组下标边界 检查未初始化的变量值 检查内存泄漏 检查空指针解引用

当你索引到一个数组时，在Java中，它接受虚拟机中的一些方法调用，绑定检查和其他健全检查。这是有效的，绝对没问题，因为它在应有的地方增加了安全性。但是在C语言中，即使是非常微不足道的东西也不会被放在安全的地方。例如，C不要求memcpy检查要复制的区域是否重叠。它并不是一种用于编写大型商业应用程序的语言。

但是这些设计决策并不是C语言中的bug。它们是被设计出来的，因为它允许编译器和库编写者从计算机中获得每一点性能。下面是C语言的精神——C语言的基本原理文档是这样解释的:

C code can be non-portable. Although it strove to give programmers the opportunity to write truly portable programs, the Committee did not want to force programmers into writing portably, to preclude the use of C as a ``high-level assembler'': the ability to write machine-specific code is one of the strengths of C. Keep the spirit of C. The Committee kept as a major goal to preserve the traditional spirit of C. There are many facets of the spirit of C, but the essence is a community sentiment of the underlying principles upon which the C language is based. Some of the facets of the spirit of C can be summarized in phrases like Trust the programmer. Don't prevent the programmer from doing what needs to be done. Keep the language small and simple. Provide only one way to do an operation. Make it fast, even if it is not guaranteed to be portable. The last proverb needs a little explanation. The potential for efficient code generation is one of the most important strengths of C. To help ensure that no code explosion occurs for what appears to be a very simple operation, many operations are defined to be how the target machine's hardware does it rather than by a general abstract rule. An example of this willingness to live with what the machine does can be seen in the rules that govern the widening of char objects for use in expressions: whether the values of char objects widen to signed or unsigned quantities typically depends on which byte operation is more efficient on the target machine.

一些c++算法比C快，其他语言中的算法或设计模式的一些实现可能比C快。

当人们说C语言很快，然后转向谈论其他语言时，他们通常是在用C语言的性能作为基准。

c语言并没有什么特别之处，这也是它速度快的原因之一。

新语言支持垃圾收集、动态类型和其他功能，使程序员更容易编写程序。

问题在于，会有额外的处理开销，这会降低应用程序的性能。C语言没有这些，这意味着没有开销，但这意味着程序员需要能够分配内存并释放它们以防止内存泄漏，并且必须处理变量的静态类型。

也就是说，许多语言和平台，如Java(其Java虚拟机)和。net(其公共语言运行时)，多年来通过即时编译(从字节码生成本机机器代码以实现更高性能)等技术改进了性能。

The lack of abstraction is what makes C faster. If you write an output statement you know exactly what is happening. If you write an output statement in java it is getting compiled to a class file which then gets run on a virtual machine introducing a layor of abstraction. The lack of object oriented features as a part of the language also increases it's speed do to less code being generated. If you use C as an object oriented language then you are doing all the coding for things such as classes, inharitence, etc. This means rather then make something generalized enough for everyone with the amount of code and the performance penelty that requires you only write what you need to get the job done.

主要的因素是它是一种静态类型的语言，可以编译为机器代码。此外，由于它是一种低级语言，它通常不会做任何您不让它做的事情。

这些是我想到的其他一些因素。

Variables are not automatically initialized No bounds checking on arrays Unchecked pointer manipulation No integer overflow checking Statically-typed variables Function calls are static (unless you use function pointers) Compiler writers have had lots of time to improve the optimizing code. Also, people program in C for the purpose of getting the best performance, so there's pressure to optimize the code. Parts of the language specification are implementation-defined, so compilers are free to do things in the most optimal way

大多数静态类型语言的编译速度可以和C语言一样快，甚至比C语言更快，特别是如果它们可以假设C语言因为指针别名等原因而不能这样做的话。

我猜你忘了汇编语言也是一种语言:)

但是说真的，只有当程序员知道自己在做什么的时候，C程序才会更快。你可以很容易地编写一个C程序，它比用其他语言编写的程序运行得更慢。

C语言之所以更快，是因为它就是这样设计的。它允许你做很多“低级”的事情，帮助编译器优化代码。或者，我们可以说，你程序员负责优化代码。但这通常相当棘手，而且容易出错。

其他语言，就像前面提到的其他语言一样，更关注程序员的生产力。人们普遍认为程序员的时间比机器的时间要昂贵得多(即使在过去)。因此，尽量减少程序员花在编写和调试程序上的时间，而不是减少程序的运行时间，是很有意义的。为了做到这一点，您将牺牲一些可以使程序更快的事情，因为许多事情都是自动化的。

与其说C的速度快，不如说C的成本模型是透明的。如果一个C程序慢，它的慢是通过一个明显的方式:执行很多语句。与C语言中操作的代价相比，对对象(特别是反射)或字符串的高级操作可能具有不明显的代价。

标准ML(使用MLton编译器)和Objective Caml这两种语言通常编译成二进制文件的速度与C语言一样快。如果你检查一下基准测试游戏，你会发现对于一些基准测试，比如二叉树，OCaml版本比c更快(我没有找到任何MLton的条目)。但不要把枪战看得太严重;正如它所说的，它是一个游戏，结果通常反映了人们在调优代码上投入了多少精力。

令人惊讶的是，“C/ c++必须比Java快，因为Java是解释性的”的神话仍然活跃。有几年前的文章，也有最近的文章，用概念或测量来解释为什么这种情况并不总是如此。

当前的虚拟机实现(顺便说一下，不仅仅是JVM)可以利用程序执行期间收集的信息来动态地优化代码，使用各种技术:

将频繁的方法呈现给机器代码， 内联小方法， 锁紧调整

以及各种其他调整，这些调整是基于了解代码实际在做什么，以及它运行的环境的实际特征。

这实际上是一个长期存在的谎言。虽然C程序确实经常更快，但情况并非总是如此，特别是当C程序员不太擅长它的时候。

人们往往会忘记的一个明显的漏洞是，当程序必须为某种IO阻塞时，比如任何GUI程序中的用户输入。在这些情况下，使用什么语言并不重要，因为您受到数据传入速度的限制，而不是处理数据的速度。在这种情况下，不管你使用的是C、Java、c#甚至Perl;你不能比数据进入的速度更快。

The other major thing is that using garbage collection and not using proper pointers allows the virtual machine to make a number of optimizations not available in other languages. For instance, the JVM is capable of moving objects around on the heap to defragment it. This makes future allocations much faster since the next index can simply be used rather than looking it up in a table. Modern JVMs also don't have to actually deallocate memory; instead, they just move the live objects around when they GC and the spent memory from the dead objects is recovered essentially for free.

This also brings up an interesting point about C and even more so in C++. There is something of a design philosophy of "If you don't need it, you don't pay for it." The problem is that if you do want it, you end up paying through the nose for it. For instance, the vtable implementation in Java tends to be a lot better than C++ implementations, so virtual function calls are a lot faster. On the other hand, you have no choice but to use virtual functions in Java and they still cost something, but in programs that use a lot of virtual functions, the reduced cost adds up.

C语言并不总是更快。

C语言比现代Fortran语言慢。

在某些方面，C通常比Java慢。(特别是在JIT编译器对您的代码进行了测试之后)

C允许发生指针混叠，这意味着一些好的优化是不可能的。特别是当您有多个执行单元时，这将导致数据获取停滞。噢。

指针算术工作的假设确实会导致某些CPU系列(特别是PIC !)它曾经在x86上很差劲。

基本上，当你得到一个矢量单元，或者一个并行编译器，C语言很糟糕，而现代的Fortran运行得更快。

C程序员的一些技巧，比如thking(动态修改可执行文件)会导致CPU预取暂停。

明白我的意思了吗?

而我们的好朋友x86执行的指令集，如今与实际的CPU架构关系不大。影子寄存器，负载存储优化器，都在CPU中。所以C离虚拟金属很近。真正的金属，英特尔不会让你看到。(从历史上看，VLIW CPU有点破产，所以，也许这并不是那么糟糕。)

如果你在高性能DSP上用C编程(可能是TI DSP ?)，编译器必须做一些棘手的事情，在多个并行执行单元之间展开C。因此，在这种情况下，C语言并不接近金属，但它接近编译器，它将进行整个程序优化。奇怪。

最后，一些cpu (www.ajile.com)在硬件中运行Java字节码。C将在该CPU上使用一个PITA。

甚至C和c++之间的差异有时也会很大。

当你为一个对象分配内存，调用构造函数，在字边界上对齐内存等等，程序最终会经历很多开销，这些开销都是从程序员那里抽象出来的。

C迫使您查看程序所做的每一件事，通常是非常精细的细节。这使得编写执行大量与当前目标无关的任务的代码变得更加困难(尽管并非完全不可能)。

因此，例如在BASIC程序中，你可以使用INPUT关键字从STDIN读取字符串并自动为其变量分配内存，在C中，程序员通常已经分配了内存，并可以控制诸如程序是否阻塞I/O，以及它是否在获得所需信息后停止读取输入或继续读取字符到行尾等事情。

C also performs a lot less error-checking than other languages, presuming the programmer knows what they're doing. So whereas in PHP if you declare a string $myStr = getInput(); and go on to reference $myStr[20], but the input was only 10 characters long, PHP will catch this and safely return to you a blank string. C assumes that you've either allocated enough memory to hold data past the end of the string or that you know what information comes after the string and are trying to reference that instead. These small factors have a huge impact on overhead in aggregate.

使用现代优化编译器，纯C程序不太可能比编译后的。net代码快得多，如果有的话。通过像。net这样的框架为开发人员提供的生产力提高，您可以在一天内完成过去用普通c语言需要几周或几个月才能完成的工作。再加上与开发人员的工资相比，硬件成本低廉，用高级语言编写这些东西并以任何缓慢的速度抛出硬件要便宜得多。

The reason Jeff and Joel talk about C being the "real programmer" language is because there is no hand-holding in C. You must allocate your own memory, deallocate that memory, do your own bounds-checking, etc. There's no such thing as new object(); There's no garbage collection, classes, OOP, entity frameworks, LINQ, properties, attributes, fields, or anything like that. You have to know things like pointer arithmetic and how to dereference a pointer. And, for that matter, know and understand what a pointer is. You have to know what a stack frame is and what the instruction pointer is. You have to know the memory model of the CPU architecture you're working on. There is a lot of implicit understanding of the architecture of a microcomputer (usually the microcomputer you're working on) when programming in C that simply is not present nor necessary when programming in something like C# or Java. All of that information has been off-loaded to the compiler (or VM) programmer.

我还没有看到它，所以我要说:C往往更快，因为几乎所有其他东西都是用C写的。

Java是建立在C上的，Python是建立在C上的(或者Java，或者。net等等)，Perl是等等。操作系统是用C写的，虚拟机是用C写的，编译器是用C写的，解释器是用C写的，有些东西仍然是用汇编语言写的，这往往更快。越来越多的东西是用别的东西写的，而这些东西本身就是用C写的。

您用其他语言(不是Assembly)编写的每个语句通常都在下面实现为C中的几个语句，这些语句被编译为本机机器代码。由于其他语言的存在往往是为了获得比C更高的抽象级别，因此C中所需的那些额外语句往往侧重于增加安全性、增加复杂性和提供错误处理。这些通常都是好事，但它们是有代价的，那就是速度和规模。

就我个人而言，我已经用几十种语言写过了，涵盖了大部分可用的范围，我个人也一直在寻找你暗示的魔法:

我怎样才能鱼与熊掌兼得呢?我如何在我最喜欢的语言中玩高级抽象，然后为了速度而降至C语言的细节?

经过几年的研究，我的答案是Python(在C上)。你可能想看看它。顺便说一下，您也可以从Python下拉到Assembly(从一个特殊的库中获得一些小小的帮助)。

另一方面，任何语言都可能编写出糟糕的代码。因此，C(或汇编)代码不会自动更快。同样，一些优化技巧可以使部分高级语言代码的性能水平接近原始c语言的性能水平。但是，对于大多数应用程序来说，程序的大部分时间都在等待人员或硬件，因此两者之间的差异实际上并不重要。

享受。

The fastest running code would be carefully hand crafted machine code. Assembler will be almost as good. Both are very low level and it takes a lot of writing code to do things. C is a little above assembler. You still have the ability to control things at a very low level in the actual machine, but there is enough abstraction make writing it faster and easier then assembler. Other languages such as C# and JAVA are even more abstract. While Assembler and machine code are called low level languages, C# and JAVA (and many others) are called high level languages. C is sometimes called a middle level language.

只需在您的IDE中逐步检查机器代码，您就会看到为什么它更快(如果它更快的话)。它省去了很多手把手的环节。很有可能你的Cxx也会被告知不要使用，在这种情况下，它应该是相同的。

编译器优化被高估了，就像几乎所有关于语言速度的看法一样。

优化生成的代码只会对热点代码产生影响，也就是说，没有函数调用(显式或隐式)的紧凑算法。在其他地方，收效甚微。

我知道很多人都说过这句话，但是:

C更快，因为它(为你)做的更少。

1)正如其他人所说，C为你做的更少。没有初始化变量，没有数组边界检查，没有内存管理等。其他语言中的这些特性会消耗C语言不需要的内存和CPU周期。

2) Answers saying that C is less abstracted and therefore faster are only half correct I think. Technically speaking, if you had a "sufficiently advanced compiler" for language X, then language X could approach or equal the speed of C. The difference with C is that since it maps so obviously (if you've taken an architecture course) and directly to assembly language that even a naive compiler can do a decent job. For something like Python, you need a very advanced compiler to predict the probable types of objects and generate machine code on the fly -- C's semantics are simple enough that a simple compiler can do well.

在过去，只有两种类型的语言:编译型和解释型。

编译语言利用“编译器”读取语言语法并将其转换为相同的汇编语言代码，这可以直接在CPU上进行。解释型语言使用了几种不同的方案，但从本质上讲，语言语法被转换成一种中间形式，然后在“解释器”(用于执行代码的环境)中运行。

因此，在某种意义上，在代码和机器之间存在另一个“层”——解释器。而且，在计算机中，越多就意味着使用更多的资源。翻译速度较慢，因为他们必须执行更多的操作。

More recently, we've seen more hybrid languages like Java, that employ both a compiler and an interpreter to make them work. It's complicated, but a JVM is faster, more sophisticated and way more optimized than the old interpreters, so it stands a much better change of performing (over time) closer to just straight compiled code. Of course, the newer compilers also have more fancy optimizing tricks so they tend to generate way better code than they used to as well. But most optimizations, most often (although not always) make some type of trade-off such that they are not always faster in all circumstances. Like everything else, nothing comes for free, so the optimizers must get their boast from somewhere (although often times it using compile-time CPU to save runtime CPU).

Getting back to C, it is a simple language, that can be compiled into fairly optimized assembly and then run directly on the target machine. In C, if you increment an integer, it's more than likely that it is only one assembler step in the CPU, in Java however, it could end up being a lot more than that (and could include a bit of garbage collection as well :-) C offers you an abstraction that is way closer to the machine (assembler is the closest), but you end up having to do way more work to get it going and it is not as protected, easy to use or error friendly. Most other languages give you a higher abstraction and take care of more of the underlying details for you, but in exchange for their advanced functionality they require more resources to run. As you generalize some solutions, you have to handle a broader range of computing, which often requires more resources.

保罗。

实际上，在某些应用程序(数字)中，甚至C也可以被击败，我指的不是汇编语言，而是老的、经常被嘲笑的Fortran。原因是，Fortran保证没有指针别名。

这些答案中的许多都给出了为什么C更快或更快的有效理由(无论是在一般情况下还是在特定的场景中)。不可否认的是:

Many other languages provide automatic features that we take for granted. Bounds checking, run-time type checking, and automatic memory management, for example, don't come for free. There is at least some cost associated with these features, which we may not think about—or even realize—while writing code that uses these features. The step from source to machine is often not as direct in other languages as it is in C. OTOH, to say that compiled C code executes faster than other code written in other languages is a generalization that isn't always true. Counter-examples are easy to find (or contrive).

尽管如此，我还是注意到另一件事，我认为它比其他任何因素都更能影响C与许多其他语言的比较性能。即:

其他语言通常更容易编写执行较慢的代码。通常，它甚至受到该语言的设计哲学的鼓励。推论:C程序员更有可能编写不执行不必要操作的代码。

例如，考虑一个简单的Windows程序，其中创建了一个主窗口。C版本将填充一个WNDCLASS[EX]结构，该结构将传递给RegisterClass[EX]，然后调用CreateWindow[EX]并进入消息循环。以下是高度简化和缩写的代码:

WNDCLASS wc;
MSG      msg;

wc.style         = 0;
wc.lpfnWndProc   = &WndProc;
wc.cbClsExtra    = 0;
wc.cbWndExtra    = 0;
wc.hInstance     = hInstance;
wc.hIcon         = NULL;
wc.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_BTNFACE + 1);
wc.lpszMenuName  = NULL;
wc.lpszClassName = "MainWndCls";

RegisterClass(&wc);

CreateWindow("MainWndCls", "", WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
             CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);

while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)){
    TranslateMessage(&msg);
    DispatchMessage(&msg);
}

c#中类似的程序可能只有一行代码:

Application.Run(new Form());

这一行代码提供了近20行C代码所提供的所有功能，并添加了一些我们遗漏的功能，例如错误检查。这个更丰富、更完整的库(与典型C项目中使用的库相比)为我们做了很多工作，解放了我们的时间来编写更多的代码片段，这些代码对我们来说很短，但涉及到幕后的许多步骤。

但是，一个丰富的库使简单快速的代码膨胀并不是我真正想要的。当您开始检查我们的小一行程序实际执行时实际发生了什么时，我的观点就更加明显了。为了好玩，可以在Visual Studio 2008或更高版本中启用. net源代码访问，然后进入上面简单的一行代码。您将遇到的一个有趣的小珍宝是Control的getter中的这个注释。CreateParams:

// In a typical control this is accessed ten times to create and show a control.
// It is a net memory savings, then, to maintain a copy on control.
// 
if (createParams == null) {
    createParams = new CreateParams(); 
} 

十次。信息大致相当于存储在WNDCLASSEX结构中的内容和传递给CreateWindowEx的内容的总和，在它存储在WNDCLASSEX结构中并传递给RegisterClassEx和CreateWindowEx之前，从Control类中检索10次。

总而言之，在c#中执行这个非常基本的任务的指令数量比在C中多2-3个数量级，部分原因是使用了功能丰富的库，这是必然的，而我们简单的C代码只做了我们需要的事情，仅此而已。但部分原因是. net框架的模块化、面向对象的特性导致了大量的重复执行，而过程方法通常可以避免这些重复执行。

我并不是要挑c#或。net框架。我也不是说模块化、泛化、库/语言特性、OOP等等都是不好的东西。我曾经用C语言进行大部分开发，后来用c++，最近用c#。类似地，在使用C之前，我主要使用汇编。我的语言每“提高”一步，我就能在更短的时间内写出更好、更可维护、更健壮的程序。然而，它们的执行速度往往要慢一些。

不要轻信别人的话，看看在代码的任何性能关键部分，C语言和你选择的语言的反汇编。我认为你可以在Visual Studio运行时的反汇编窗口中看到已分解的. net。如果Java使用windbg有点棘手，应该是可能的，尽管如果你用。net来做，许多问题将是相同的。

如果没有必要的话，我不喜欢用C来编写，但我认为，这些回答中吹捧除C之外其他语言的速度的许多主张可以放在一边，只需用C和您选择的高级语言分解相同的例程，特别是如果涉及大量数据(这在性能关键型应用程序中很常见)。Fortran在其专业领域可能是个例外，不知道。它比C高吗?

第一次比较JITed代码和本地代码时，我解决了。net代码是否能与C代码运行得相当的所有问题。额外的抽象层次和所有的安全检查都带来了巨大的成本。同样的成本可能也适用于Java，但不要相信我的话，在性能至关重要的地方尝试一下。(有没有人足够了解JITed Java来在内存中找到一个编译过的过程?这当然是可能的)

我认为没有人提到这样一个事实，即在C编译器上投入的精力比任何其他编译器都要多，也许Java是例外。

由于前面提到的许多原因，C是非常可优化的——几乎比任何其他语言都要多。因此，如果在其他语言编译器上投入同样的精力，C可能仍然会名列前茅。

I think there is at least one candidate language that with effort could be optimized better than C and thus we could see implementations that produce faster binaries. I'm thinking of digital mars D because the creator took care to build a language that could potentially be better optimized than C. There may be other languages that have this possibility. However I cannot imagine that any language will have compilers more than just a few percent faster than the best C compilers. I would love to be wrong.

我认为真正的“唾手可得的果实”将是那些被设计为易于人类优化的语言。一个熟练的程序员可以让任何语言运行得更快——但有时你不得不做一些荒谬的事情或使用不自然的结构来实现这一点。尽管这总是需要付出努力，但一种好的语言应该产生相对快速的代码，而不必纠结于程序究竟是如何编写的。

It's also important (at least to me) that the worst case code tends to be fast. There are numerous "proofs" on the web that Java is as fast or faster than C, but that is based on cherry picking examples. I'm not big fan of C, but I know that ANYTHING I write in C is going to run well. With Java it will "probably" run within 15% of the speed, usually within 25% but in some cases it can be far worse. Any cases where it's just as fast or within a couple of percent are usually due to most of the time being spent in the library code which is heavily optimized C anyway.

c++的平均速度更快(就像它最初一样，主要是C的超集，尽管有一些不同)。然而，对于特定的基准测试，通常有另一种更快的语言。

https://benchmarksgame-team.pages.debian.net/benchmarksgame/

fannjuch-redux是Scala中最快的

n-body和fasta在Ada中更快。

频谱范数在Fortran中是最快的。

反补、mandelbrot和pidigits在ATS中最快。

regex-dna是JavaScript中最快的。

chameneau -redux最快的是Java 7。

Haskell的螺纹环速度最快。

其余的基准测试在C或c++中是最快的。

这是自动和手动的区别，高级语言是抽象的，因此是自动化的。C/ c++是人工控制和处理的，甚至错误检查代码有时也是人工劳动。

C和c++也是编译语言，这意味着没有任何一种语言可以在任何地方运行，这些语言必须针对您使用的硬件进行微调，从而增加了额外的隐患。尽管现在C/ c++编译器在所有平台上变得越来越普遍，这有点令人不安。您可以在平台之间进行交叉编译。这仍然不是一个到处运行的情况，你基本上是在指示编译器a针对编译器B编译相同的代码，不同的架构。

归根结底，C语言并不意味着容易理解或推理，这也是为什么它们被称为系统语言。他们出现在所有高层次抽象的废话之前。这也是为什么它们不用于前端web编程。他们只是不适合这项任务，他们的意思是解决传统语言工具无法解决的复杂问题。

这就是为什么你会得到一些疯狂的东西(微架构、驱动程序、量子物理、AAA游戏、操作系统)，这些东西C和c++非常适合。速度和数据处理是主要领域。

撇开诸如热点优化、预编译元算法和各种形式的并行等高级优化技术不提，语言的基本速度与支持通常在内部循环中指定的操作所需的隐含的幕后复杂性密切相关。

也许最明显的方法是对间接内存引用进行有效性检查——比如检查指针是否为空，检查索引是否符合数组边界。大多数高级语言隐式地执行这些检查，但C不这样做。然而，这并不一定是这些其他语言的基本限制——一个足够聪明的编译器可能能够通过某种形式的循环不变代码运动，从算法的内部循环中删除这些检查。

C语言(在类似程度上与c++密切相关)更基本的优势是严重依赖基于堆栈的内存分配，这本质上是快速的分配、回收和访问。在C(和c++)中，主调用堆栈可用于分配原语、数组和聚合(结构/类)。

虽然C语言确实提供了动态分配任意大小和生命周期的内存的能力(使用所谓的“堆”)，但默认情况下是避免这样做的(而是使用堆栈)。

诱人的是，有时可以在其他编程语言的运行时环境中复制C内存分配策略。asm.js已经证明了这一点，它允许用C或c++编写的代码被翻译成JavaScript的子集，并以接近本机的速度安全地运行在web浏览器环境中。

As somewhat of an aside, another area where C and C++ outshine most other languages for speed is the ability to seamlessly integrate with native machine instruction sets. A notable example of this is the (compiler and platform dependent) availability of SIMD intrinsics which support the construction of custom algorithms that take advantage of the now nearly ubiquitous parallel processing hardware -- while still utilizing the data allocation abstractions provided by the language (lower-level register allocation is managed by the compiler).

我在链接上找到了一个关于为什么有些语言更快，有些更慢的答案，我希望这将更清楚为什么C或c++比其他语言更快，还有一些其他语言也比C更快，但我们不能使用所有的语言。一些解释-

Fortran仍然重要的一个重要原因是它的速度快:用Fortran编写的数字处理例程往往比用大多数其他语言编写的等效例程要快。在这个领域与Fortran竞争的语言是C和c++，因为它们在性能上具有竞争力。

这就提出了一个问题:为什么?是什么让c++和Fortran速度如此之快?为什么它们比其他流行语言(如Java或Python)性能更好?

解释与编译 根据编程语言所鼓励的编程风格和所提供的特性，有许多方法可以对编程语言进行分类和定义。在性能方面，最大的区别是解释语言和编译语言之间的区别。

划分并不难;而是有一个光谱。在一端，我们有传统的编译语言，包括Fortran、C和c++。在这些语言中，有一个独立的编译阶段，将程序的源代码转换为处理器可以使用的可执行形式。

这个编译过程有几个步骤。对源代码进行分析和解析。基本的编码错误，如错字和拼写错误，此时可以检测到。解析后的代码用于生成内存中的表示，该表示也可用于检测错误——这一次是语义错误，例如调用不存在的函数，或者试图对文本字符串执行算术操作。

然后，这个内存中表示形式用于驱动代码生成器，即生成可执行代码的部分。代码优化，以提高所生成代码的性能，在此过程中的不同时间执行:可以在代码表示上执行高级优化，而在代码生成器的输出上使用低级优化。

实际执行代码发生在后面。整个编译过程只是用来创建可以执行的内容。

在另一端，我们有口译员。解释器将包括一个类似于编译器的解析阶段，但这随后用于驱动直接执行，程序立即运行。

最简单的解释器包含与该语言支持的各种特性相对应的可执行代码，因此它将具有用于添加数字、连接字符串以及给定语言所具有的任何其他功能的函数。当它解析代码时，它将查找相应的函数并执行它。在程序中创建的变量将保存在某种将其名称映射到其数据的查找表中。

解释器风格的最极端的例子是类似批处理文件或shell脚本的东西。在这些语言中，可执行代码通常甚至不内置在解释器本身中，而是单独的独立程序。

So why does this make a difference to performance? In general, each layer of indirection reduces performance. For example, the fastest way to add two numbers is to have both of those numbers in registers in the processor, and to use the processor's add instruction. That's what compiled programs can do; they can put variables into registers and take advantage of processor instructions. But in interpreted programs, that same addition might require two lookups in a table of variables to fetch the values to add, then calling a function to perform the addition. That function may very well use the same processor instruction as the compiled program uses to perform the actual addition, but all the extra work before the instruction can actually be used makes things slower.

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这都是时间和努力的问题。

给予无限的时间和努力:

汇编程序比用C语言编写的程序要快。 C程序将比用c++编写的程序更快。

固定的:给定一定的时间和努力:

c++程序比用C编写的程序要快。 C语言的程序比用汇编语言编写的程序要快。

为什么?因为你做的抽象越多，你就可以花更多的时间来优化真正重要的代码关键部分。这里的几个假设是，一个开发人员对这三种语言都有同样的能力，你不关心二进制大小、内存使用情况等。

每种抽象都有其成本效益，但应该使代码更容易、更快地编写。

C语言速度很快，因为它是原生编译的低级语言。但是C不是最快的。递归斐波那契基准测试表明Rust、Crystal和Nim可以更快。

原因有很多，包括:

它被编译成汇编语言。 它是静态类型的。 没有垃圾回收。 没有异常机制。 编译器优化 C语言的哲学之一是保持简单并保持向后兼容性，而不是添加更多的特性。