Python, Java 및 C에서 중첩 루프 비교

Question

다음 코드는 Python에서 실행하는 데 시간이 오래 걸립니다. (프로그램이 끝날 때까지 기다릴 수는 없었지만 내 친구가 20 분 정도 걸렸다 고 말했습니다.)

Java에서 이와 동등한 코드는 약 8 초 만에 실행되며 C에서는 45 초가 걸립니다.

나는 Python이 느리지 만 많이는 아니지만 Java보다 빠를 것으로 예상되는 C의 경우 실제로 느렸다. 이 속도를 달성하기 위해 JVM이 일부 루프 풀기 기술을 사용하고 있습니까? 파이썬이 너무 느린 이유가 있습니까?

import time 
st=time.time() 
for i in xrange(0,100000): 
    for j in xrange(0,100000): 
     continue; 
print "Time taken : ",time.time()-st 

Answer 1

gcc 4.2 이상 -O1 플래그 이상으로 루프를 최적화하면 프로그램에서 1 밀리미터 초를 실행합니다. 이 벤치 마크는 실제 사용과는 거리가 멀기 때문에 그다지 대표적인 것은 아닙니다. 이유 때문에 중첩 루프를 수행 중이며 절대로 비워 두지 마십시오. 파이썬은 왜 기술적 인 이유가 있는지 알지 못하더라도 루프를 최적화하지 않습니다.

파이썬은 기계 언어에서 멀기 때문에 C보다 느립니다. xrange는 훌륭한 추상화이지만 단순한 C 루프에 비해 무거운 머신 코드 레이어를 추가합니다.

C 소스 :

int main(void){ 
     int i, j; 
     for (i=0;i<100000;i++){ 
       for (j=0;j<100000;j++){ 
         continue; 
       } 
     } 
     return 0; 
} 

Answer 2

파이썬이 느린 것에 대한 어떤 이유가 있나요?

예.

하지만 무엇이 중요합니까? 100,000 개의 xrange 오브젝트를 만들었습니다. 왜? 그게 무슨 상관이야? 실적에 대한 귀하의 진정한 질문은 무엇입니까? 실제로 어떤 알고리즘이 실제로 그렇게 느린가요?

---

for i in xrange(0,100000): # Creates one xrange object 
    for j in xrange(0,100000): # Creates a fresh xrange object each time through the loop 

Answer 3

좋은 컴파일러는 루프를 최적화 할 것입니다. 루프를 가정

내가 파이썬 당신의 테스트가 의미있는 측정되지 않는 C 버전

Answer 4

보다 느리게 100 배 같은 것으로 기대 멀리 최적화되어 있지 않습니다.

현실 세계에서의 언어 성능은 긴밀한 루프를 실행하는 속도와 거의 관련이 없습니다.

솔직히 나는 C와 Java가 그랬던 것처럼 오래 걸렸다는 사실에 흥미를 느낍니다. 두 컴파일러 모두 내부 루프 내부에서 아무 것도 일어나지 않는다는 것을 깨닫고 양쪽 모두를 존재하지 않는 (0 초) 상태로 최적화했습니다.

반면에 파이썬은 여전히 ​​해석됩니다 (나는 이것에 대해 잘못 될 수 있습니다). 어쨌든 외부 루프가 빈 내부 루프를 실행할 100,000 xrange 개체를 생성해야 할 필요가있는 것처럼 보이며 멀리 떨어져 최적화되지는 않습니다.

그래서 실제 계산 작업이 수행되고 있지 않다는 사실을 알기위한 다양한 컴파일러의 능력이 실제로 측정됩니다. -

Answer 5

for i in xrange(0, 10000): 
    for j in xrange(0, 10000): 
     pass 

또는

for i in xrange(0, 100000000): 
    pass 

파이썬은 2.6.5 시간 촬영 : 8.50866484642

PyPy 1.3 - 시간 촬영 : 느린 작업의 1.55999398232

이유를하지 않는 창조 xrange 객체

Answer 6

수업은 다음과 같습니다. 그러므로 항상 측정하고, 결코 믿지 마십시오.

당신이이 숫자를 볼 수 있습니다 (첫 번째 문장에서, 이들 중 일부는 완전히 잘못 될 수도 있습니다) 몇 가지 이유 :

C는 "에는 i586"프로세서 (또한 펜티엄)에 대한 컴파일이. 이 CPU는 1993 년에서 2000 년 사이에 판매되었습니다. 최근에 본 적이 있습니까? 맞춰봐. 따라서 C 코드는 CPU가 수행 할 수있는 작업에 실제로 최적화되어 있지 않습니다 (또는 다른 방법으로 배치해야합니다 : 오늘날의 CPU는 빠른 펜티엄 CPU가되기 위해 매우 열심히 노력합니다). Java, OTOH는 코드가로드 될 때 CPU 용으로 컴파일됩니다. C가 할 수없는 몇 가지 트릭을 가져올 수 있습니다. 자바 프로그램이 4 초를 필요로하는 반면 가격은 C 프로그램이 15ms에서 시작한다는 것입니다.

파이썬에는 아직 JIT (JIT 컴파일러)가 없습니다. 모든 코드는 바이트 코드로 변환되어 해석됩니다. 이것은 위의 루프가 12 개의 바이트 코드 명령어로 변환되어 C 프로그램에 의해 해석된다는 것을 의미합니다. 그것은 단지 시간이 걸립니다. 파이썬은 커다란 루프를위한 것이 아니며, 다른 언어로는 표현할 수없는 똑똑한 알고리즘을위한 것입니다 (적어도 같은 양의 코드와 가독성을 가진 것은 아닙니다).

18t 트럭으로 쇼핑하는 것이 의미가 없듯이 (당신은 아무것도 수송 할 수는 있지만 주차 할 수있는 공간을 찾지 못할 것입니다.), 해결해야 할 문제에 따라 프로그래밍 언어를 선택했습니다 . 그것은 작은 & 빠른되어야합니까? C. 빨리? 자바. 융통성 있는? 파이썬. 유연한 & 패스트 : C에서 도우미 라이브러리 (예 : NumPy)가있는 Python.