【发布时间】：2021-03-24 10:45:18
【问题描述】：
我分别用 C++ 和 D(lang) 编写了两个小项目来计算给定数量的素数。两个项目中的代码非常相似。然而，我的 D 代码比我的 C++ 代码运行得快得多，尽管据说 C++ 更快。我使用 dmd 和 dub 来编译 D 代码，并使用 clang (LLVM 11.0) 和 Visual C++ 来编译我的 C++ 代码。我使用 Visual Studio Code 从命令行实际开发和编译我的 C++ 程序，尽管使用 -O3。如果某些变量名称不匹配，我很抱歉，我很快将我的代码从德语翻译过来。以下是我的代码：
C++ 实现：
main.cpp:
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <vector>
#include "isqrt.hpp"
bool prime(int number)
{
for(unsigned i = 2; i < isqrt(number)+1; i++)
{
if (!(number % i))
{
return false;
}
}
return true;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
std::cout << "Prime numbers\n-------------------------\n" << std::endl;
while (true)
{
std::cout << "Please enter the amount of prime numbers you want to get calculated: ";
unsigned amount;
std::cin >> amount;
std::vector<unsigned> prime_numbers = {2,3,5};
unsigned start = 6;
bool p;
std::chrono::system_clock::time_point before = std::chrono::system_clock::now();
while(prime_numbers.size() < amount)
{
p = prime(start);
if(p)
{
prime_numbers.push_back(start);
}
start++;
}
std::chrono::system_clock::time_point after = std::chrono::system_clock::now();
//std::cout << prime_numbers << std::endl;
std::chrono::system_clock::duration diff = after - before;
std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(diff).count() << std::endl;
}
std::cout << "Why has thou forsaken me?" << std::endl;
return 0;
}
iqrt.hpp:
#ifndef ISQRT_HPP
#define ISQRT_HPP
unsigned isqrt(unsigned number);
#endif
iqrt.cpp：
#include "isqrt.hpp"
unsigned isqrt(unsigned number) {
if (!number) return 0;
unsigned left = 1;
unsigned right = (number >> 1) + 1;
unsigned res;
unsigned mid;
while (left <= right) {
mid = left + ((right-left) >> 1);
if (mid*mid < number){
left = mid+1;
res=mid;
}
else {
right=mid-1;
}
}
return res;
}
D 实现：
main.d:
import std.stdio;
import std.datetime.stopwatch;
import isqrt;
/** Whether the number is a prime */
bool prime(int number)
{
foreach(i; 2 .. iSqrt(number)+1)
{
if (!(number % i))
{
return false;
}
}
return true;
}
void main()
{
writeln("Prime numbers\n-------------------------\n");
auto sw = StopWatch(AutoStart.no);
int amount;
while (true)
{
sw.reset();
write("Please enter the amount of prime numbers that are to be calculated: ");
readf("%d\n",amount);
int[] prime_numbers = [2,3];
int start = 5;
bool p;
sw.start();
while(prime_numbers.length < amount)
{
p = prime(start);
if(p)
{
primzahlen ~= start;
}
start++;
}
sw.stop();
//writefln("%(%s%|, %)\n",prime_numbers);
writeln(sw.peek.total!"msecs");
}
}
iqrt.d:
module isqrt;
/** Int squareroot */
public uint iSqrt(uint number) {
if (!number) return 0;
uint left = 1;
uint right = number >> 1 + 1;
uint res;
uint mid;
while (left <= right) {
mid = left + ((right-left) >> 1);
if (mid<=number/mid){
left = mid+1;
res=mid;
}
else {
right=mid-1;
}
}
return res;
}
【问题讨论】：
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请确切地告诉我们您是如何构建程序的。我们需要知道构建时使用的所有标志和选项。我们还需要知道您如何安排节目时间。
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您的
isqrtfunction 似乎相当慢。我想问题出在这个函数上。此外，这里for(unsigned i = 2; i < isqrt(number)+1; i++)，可能会在每次迭代时调用这个慢函数。 -
我不知道 D，但您的 C++ 代码测量分配。可能有一点区别，但如果你想比较计算部分，你应该在时间之外做
prime_numbers.reserve(amount) -
如果您查看由 C++ 代码生成的汇编代码（例如使用the compiler explorer），您可以看到
isqrt函数将被调用每次迭代循环。 for the D code 似乎没有发生同样的情况。因此，对于 C++ 代码，在循环之前执行isqrt(number)+1，并将结果存储在您在循环中使用的变量中。这应该会发生很大变化。 -
我在循环前通过计算
int imax = std::sqrt(number)+1;将速度乘以大约10