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
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。
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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。
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。
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。