在听StackOverflow播客的时候,经常有人说“真正的程序员”是用C语言编写的,而C语言的速度要快得多,因为它“接近机器”。把前面的断言留到另一篇文章,C有什么特别之处,使它比其他语言更快?或者换句话说:什么能阻止其他语言编译成二进制代码,使其运行速度与C语言一样快?


当前回答

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。

其他回答

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。

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。

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。

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。

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.