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
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。
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。
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.
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。