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
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。
其他回答
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。
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。
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.
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。
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。