c++ - java - Rust C benchmark - 为什么处理一个排序数组比处理一个未排序数组快?

Golang vs Java performance / java / performance / optimization / branch-prediction

这里有一段C++代码,显示了一些非常奇特的行为。由于一些奇怪的原因,对数据进行排序,奇迹般地使代码速度快了近六倍。

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>

int main()
{
    //生成数据
    const unsigned arraySize = 32768;
    int data[arraySize];

    for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
        data[c] = std::rand() % 256;

    // !!! 这样,下一个循环运行得更快。
    std::sort(data, data + arraySize);

    // 测试
    clock_t start = clock();
    long long sum = 0;

    for (unsigned i = 0; i < 100000; ++i)
    {
        //主循环
        for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
        {
            if (data[c] >= 128)
                sum += data[c];
        }
    }

    double elapsedTime = static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    std::cout << elapsedTime << std::endl;
    std::cout << "sum = " << sum << std::endl;
}

最初,我认为这可能只是一种语言或编译器的异常,所以我尝试了Java。

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //生成数据
        int arraySize = 32768;
        int data[] = new int[arraySize];

        Random rnd = new Random(0);
        for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
        data[c] = rnd.nextInt() % 256;

        // !!! 这样,下一个循环运行得更快
        Arrays.sort(data);

        // 测试
        long start = System.nanoTime();
        long sum = 0;

        for (int i = 0; i < 100000; ++i)
        {
            //主循环
            for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
            {
                if (data[c] >= 128)
                    sum += data[c];
            }
        }

        System.out.println((System.nanoTime() - start) / 1000000000.0);
        System.out.println("sum = " + sum);
    }
}

Aplet123



Answer #1

在同一行中(我认为这没有任何答案突出显示),值得一提的是,有时(特别是在性能至关重要的软件中,例如在Linux内核中),您会找到一些if语句,如下所示:

if (likely( everything_is_ok ))
{
    /* 做点什么 */
}

或类似的。

if (unlikely(very_improbable_condition))
{
    /* 做点什么 */    
}