Python C(略微)比纯C快

2019年7月28日 127次阅读

我已经在各种语言和实现中实现了相同的代码(在不破坏的情况下处理二十一点的方法的数量).我注意到的一个奇怪的是,在C中调用分区函数的
Python的实现实际上比用C编写的整个程序稍快一些.对于其他语言来说似乎也是如此(Ada vs Python调用Ada,Nim vs Python调用NIM).这似乎违反直觉 – 任何想法如何可能？

代码全在我的GitHub回购中：

https://github.com/octonion/puzzles/tree/master/blackjack

这是使用’gcc -O3 outcome.c’编译的C代码.

#include <stdio.h>

int partitions(int cards[10], int subtotal)
{
    //writeln(cards,subtotal);
    int m = 0;
    int total;
    // Hit
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        if (cards[i] > 0)
        {
            total = subtotal + i + 1;
            if (total < 21)
            {
                // Stand
                m += 1;
                // Hit again
                cards[i] -= 1;
                m += partitions(cards, total);
                cards[i] += 1;
            }
            else if (total == 21)
            {
                // Stand; hit again is an automatic bust
                m += 1;
            }
        }
    }
    return m;
}

int main(void)
{
    int deck[] =
    { 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 16 };
    int d = 0;

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        // Dealer showing
        deck[i] -= 1;
        int p = 0;
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            deck[j] -= 1;
            int n = partitions(deck, j + 1);
            deck[j] += 1;
            p += n;
        }

        printf("Dealer showing %i partitions = %i\n", i, p);
        d += p;
        deck[i] += 1;
    }
    printf("Total partitions = %i\n", d);
    return 0;
}

这是C函数,使用’gcc -O3 -fPIC -shared -o libpartitions.so partitions.c’编译.

int partitions(int cards[10], int subtotal)
{
    int m = 0;
    int total;
    // Hit
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        if (cards[i] > 0)
        {
            total = subtotal + i + 1;
            if (total < 21)
            {
                cards[i] -= 1;
                // Stand
                m += 1;
                // Hit again
                m += partitions(cards, total);
                cards[i] += 1;
            }
            else if (total == 21)
            {
                // Stand; hit again is an automatic bust
                m += 1;
            }
        }
    }
    return m;
}

这是C函数的Python包装器：

#!/usr/bin/env python

from ctypes import *
import os

test_lib = cdll.LoadLibrary(os.path.abspath("libpartitions.so"))
test_lib.partitions.argtypes = [POINTER(c_int), c_int]
test_lib.partitions.restype = c_int

deck = ([4]*9)
deck.append(16)

d = 0

for i in xrange(10):
    # Dealer showing
    deck[i] -= 1
    p = 0
    for j in xrange(10):
        deck[j] -= 1
        nums_arr = (c_int*len(deck))(*deck)
        n = test_lib.partitions(nums_arr, c_int(j+1))
        deck[j] += 1
        p += n
    print('Dealer showing ', i,' partitions =',p)
    d += p
    deck[i] += 1

print('Total partitions =',d)

最佳答案 我认为这里的原因是GCC如何在2种情况下编译功能分区.您可以通过使用objdump来查看结果二进制可执行文件和libpartitions.so中的asm代码.

objdump -d -M intel <file name>

构建到共享库时,GCC不知道如何调用分区.在C程序中,GCC确切地知道何时调用分区(在这种情况下,导致性能更差).上下文中的这种差异使得GCC的优化方式不同.

您可以尝试使用不同的编译器来比较结果.我已经检查过GCC 5.4和Clang 6.0.使用GCC 5.4,Python脚本运行得更快,而使用Clang,C程序运行得更快.

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