为什么我的 C++ 程序比 Python 版本慢 100 倍？答案

【问题标题】：Why my C++ program is 100x slower than a Python Version?为什么我的 C++ 程序比 Python 版本慢 100 倍？
【发布时间】：2021-05-30 00:57:37
【问题描述】：

我想对一些编程语言进行比较，我选择了 C、C++ 和 Python。

这是我的测试循环的 C++ 代码：

#include <iostream>


int main(){

for(int i=0;i<10000;i++){
std::cout<<i;
}

}

在使用 Code::blocks 的 GCC 编译之后（我认为它不会有很大的不同，而且这不仅仅是一个没有优化的编译问题，否则它只需要少 1000* 的时间），它花了大约 3 秒（C 版本为 2）秒显示全部（没有换行符，给出一个文本汤）。

我已经做了一个简单的 Python 版本：

for i in range(10000):
  print(i,end="")

它在 0.12 秒内运行。（使用 sys.write 0.05）

我的问题很简单：为什么我的 C++ 程序这么慢？（相对于这个简单的 Python 版本）

【问题讨论】：

您是否编译了启用优化的.cpp 文件？ -O2 或 -O3?
是每次运行 3 秒，还是第一次运行？这可能是一个行为不端的防病毒扫描程序。
这能回答你的问题吗？ Why is std::cout so time consuming?
尝试用 g++ 编译。
不，因为它与 C 版本基本相同

标签： python c++ compilation codeblocks

【解决方案1】：

在 Windows 上，如果输出是交互式控制台，则默认行为是不缓冲标准输出。虽然其他平台也做类似的事情，但加上默认的 Windows 控制台速度非常慢，这意味着如果您向其输出大量文本，您的程序将会很慢。

另一方面，Python 默认使用基于行的缓冲方法。这样它在运行时只会尝试绘制到标准输出一次。

对于 Python 端，如果您使用如下命令运行脚本：

python -u script_name.py

它应该和 C/C++ 版本一样长，大致是因为就控制台而言，它所做的工作量相同。

另一方面，如果你运行这样的 C++ 程序：

    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;

    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 8192);
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        std::cout << i;
    }
    std::cout << std::endl;

    auto t3 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    std::cout << "Default behavior: " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2 - t1).count() << std::endl;
    std::cout << "Buffered behavior: " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t3 - t2).count() << std::endl;

这将显示使用默认缓冲模式与更类似于 Python 缓冲技术的缓冲模式对性能的影响。

在我的机器上，它在最后输出这个，显示缓冲速度超过 20 倍：

Default behavior: 751
Buffered behavior: 34

【讨论】：