c#与c,c++性能比较.doc

C#的性能到底有多差？ 这篇文章带领大家来看看c#的性能问题。当然了，作为比较的选手是c/c+。首先说说测试环境：操作系统：win7 旗舰版内存：2GB硬盘：160GB处理器：Intel Pentium Dual CPU T2330 1.60GHZ本文打算基于以下几个方面讨论：1.CPU使用情况；2.内存使用情况；3.基本类型的四则运算能力；4.数学函数运算能力；5.I/O操作能力；6.数组运算能力；7.异常处理能力；8.STL vs FCL；9.算法HeapSort；10.矩阵乘；11.嵌套for循环；12.字符串连接。接下来，我们一个一个详细地说：（注，测试程序都是直接运行编译后的exe）1.CPU使用情况在程序的整个运行过程中，两者的CPU占用情况都在50%上下浮动，算是不分上下。2.内存使用情况这里列一 组程序执行过程中我记录的数据：c/c+：216kb，832kb，904kb，944kb，1336kb。c#：1972kb，1980kb，2000kb，2372kb，3024kb，5156kb。通过这组数据，不难发现，在内存使用方面c#可算是一败涂地。注：希望有人能解释下c#为什么会出现这种一路飙升的情况呢？！3.基本类型的四则运算能力费话不多说了，上代码：（注，所有的图中时间单位均为毫秒ms）c/c+的：针对int的 1 double intArithmetic(int intMax) 2 3 double elapsedTime; 4 clock_t stopTime; 5 int intResult = 1; 6 int i = 1; 7 8 clock_t startTime = clock(); 9 while (i intMax)10 11 intResult -= i+;12 intResult += i+;13 intResult *= i+;14 intResult /= i+;15 16 stopTime = clock();17 18 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);19 printf(Int arithmetic elapsed time: %1.0f ms with intMax of %ldn, elapsedTime, intMax);20 printf( i: %dn, i);21 printf( intResult: %dn, intResult);22 return elapsedTime;23 c#的：针对int的 1 static long intArithmetic(int intMax) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 int intResult = 1; 5 int i = 0; 6 7 stopwatch.Start(); 8 while (i intMax) 9 10 intResult -= i+;11 intResult += i+;12 intResult *= i+;13 intResult /= i+;14 15 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;16 stopwatch.Reset();17 18 Console.WriteLine(Int arithmetic elapsed time: + elapsedMilliseconds + 19 ms with max of + intMax);20 Console.WriteLine( i: + i);21 Console.WriteLine( intResult: + intResult);22 return elapsedMilliseconds;23 对比结果见下图：c/c+的：针对double的 1 double doubleArithmetic(double doubleMin, double doubleMax) 2 3 double elapsedTime; 4 clock_t stopTime; 5 clock_t startTime = clock(); 6 7 double doubleResult = doubleMin; 8 double i = doubleMin; 9 while (i doubleMax)10 11 doubleResult -= i+;12 doubleResult += i+;13 doubleResult *= i+;14 doubleResult /= i+;15 16 17 stopTime = clock();18 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);19 printf(Double arithmetic elapsed time: %1.0f ms with doubleMin %.15f, doubleMax %.15fn, elapsedTime, doubleMin, doubleMax);20 printf( i: %fn, i);21 printf( doubleResult: %.15fn, doubleResult);22 return elapsedTime;23 c#的：针对double的 1 static long doubleArithmetic(double doubleMin, double doubleMax) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 double doubleResult = doubleMin; 5 double i = doubleMin; 6 7 stopwatch.Start(); 8 while (i doubleMax) 9 10 doubleResult -= i+;11 doubleResult += i+;12 doubleResult *= i+;13 doubleResult /= i+;14 15 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;16 stopwatch.Reset();17 18 Console.WriteLine(Double arithmetic elapsed time: + elapsedMilliseconds + 19 ms with min of + doubleMin + , max of + doubleMax);20 Console.WriteLine( i: + i);21 Console.WriteLine( doubleResult: + doubleResult);22 return elapsedMilliseconds;23 对比结果见下图：c/c+的：针对long的 1 double longArithmetic(long long longMin, long long longMax) 2 3 double elapsedTime; 4 clock_t stopTime; 5 clock_t startTime = clock(); 6 7 long long longResult = longMin; 8 long long i = longMin; 9 while (i longMax)10 11 longResult -= i+;12 longResult += i+;13 longResult *= i+;14 longResult /= i+;15 16 17 stopTime = clock();18 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);19 printf(Long arithmetic elapsed time: %1.0f ms with longMax %I64dn, elapsedTime, longMax);20 printf( i: %I64dn, i);21 printf( longResult: %I64dn, longResult);22 return elapsedTime;23 c#的：针对long的 1 static long longArithmetic(long intMin, long intMax) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 long intResult = intMin; 5 long i = intMin; 6 7 stopwatch.Start(); 8 while (i intMax) 9 10 intResult -= i+;11 intResult += i+;12 intResult *= i+;13 intResult /= i+;14 15 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;16 stopwatch.Reset();17 18 Console.WriteLine(long arithmetic elapsed time: + elapsedMilliseconds + 19 ms with min of + intMin + , max of + intMax);20 Console.WriteLine( i: + i);21 Console.WriteLine( intResult: + intResult);22 return elapsedMilliseconds;23 对比结果见下图：通过以上数据，发现两者对基本数据类型的操作性能差不多，属于同一个数量级。同时，注意到，c#针对int型的性能要优于c/c+。4.数学函数的运算能力c/c+的：常用数学函数 1 double trig(double trigMax) 2 3 double elapsedTime; 4 clock_t stopTime; 5 clock_t startTime = clock(); 6 7 double sine; 8 double cosine; 9 double tangent;10 double logarithm;11 double squareRoot;12 13 double i = 0.0;14 while (i trigMax)15 16 sine = sin(i);17 cosine = cos(i);18 tangent = tan(i);19 logarithm = log10(i);20 squareRoot = sqrt(i);21 i+;22 23 24 stopTime = clock();25 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);26 printf(Trig elapsed time: %1.0f ms with max of %1.0fn, elapsedTime, trigMax);27 printf( i: %fn, i);28 printf( sine: %.15fn, sine);29 printf( cosine: %.15fn, cosine);30 printf( tangent: %.15fn, tangent);31 printf( logarithm: %.15fn, logarithm);32 printf( squareRoot: %.15fn, squareRoot);33 return elapsedTime;34 c#的：常用数学函数 1 static long trig(double trigMax) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 5 double sine = 0.0D; 6 double cosine = 0.0D; 7 double tangent = 0.0D; 8 double logarithm = 0.0D; 9 double squareRoot = 0.0D; 10 double i = 0.0D;11 12 stopwatch.Start();13 while(i trigMax)14 15 sine = Math.Sin(i);16 cosine = Math.Cos(i);17 tangent = Math.Tan(i);18 logarithm = Math.Log10(i);19 squareRoot = Math.Sqrt(i);20 i+;21 22 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;23 stopwatch.Reset();24 25 Console.WriteLine(Trig elapsed time: + elapsedMilliseconds + 26 ms with max of + trigMax);27 Console.WriteLine( i: + i);28 Console.WriteLine( sine: + sine);29 Console.WriteLine( cosine: + cosine);30 Console.WriteLine( tangent: + tangent);31 Console.WriteLine( logarithm: + logarithm);32 Console.WriteLine( squareRoot: + squareRoot);33 return elapsedMilliseconds;34 对比结果如下图：通过数据，我们发现c#在计算sin、cos、tan、log、sqrt等数学函数方面明显优于c/c+。大家以后注意了哦5.I/O操作能力c/c+的：写文件、读文件 1 double io(int ioMax) 2 3 double elapsedTime; 4 clock_t stopTime; 5 clock_t startTime = clock(); 6 7 FILE *stream; 8 stream = fopen(F:TestC.txt, w); 9 int i = 0;10 while (i+ ioMax)11 12 fputs(abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890abcdefghn, stream);13 14 fclose(stream);15 16 char readLine100;17 stream = fopen(F:TestC.txt, r);18 i = 0;19 while (i+ ioMax)20 21 fgets(readLine, 100, stream);22 23 fclose(stream);24 25 stopTime = clock();26 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);27 printf(I/O elapsed time: %1.0f ms with max of %ldn, elapsedTime, ioMax);28 printf( i: %dn, i);29 printf( readLine: %sn, readLine);30 31 return elapsedTime;32 c#的：写文件、读文件 1 static long io(int ioMax) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 5 String fileName = F:TestCSharp.txt; 6 String textLine = abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890abcdefgh; 7 int i = 0; 8 String myLine = ; 9 10 stopwatch.Start();11 try12 13 StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(fileName);14 while (i+ ioMax)15 16 streamWriter.WriteLine(textLine);17 18 streamWriter.Close();19 20 i = 0;21 StreamReader streamReader = new StreamReader(fileName);22 while (i+ ioMax) 23 24 myLine = streamReader.ReadLine();25 26 27 catch (IOException e)28 29 System.Console.Write(e.Message);30 31 32 33 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;34 stopwatch.Reset();35 36 Console.WriteLine(IO elapsed time: + elapsedMilliseconds + 37 ms with max of + ioMax);38 Console.WriteLine( i: + i);39 Console.WriteLine( myLine: + myLine);40 return elapsedMilliseconds;41 对比结果见下图：通过数据，我们发现c#的性能略优于c/c+。6.数组运算能力c/c+的：数组基本操作 1 double array(int n) 2 3 int i, k, *x, *y; 4 5 double elapsedTime; 6 clock_t stopTime; 7 clock_t startTime = clock(); 8 x = new intn; 9 y = new intn;10 11 for (i = 0; i n; i+) 12 xi = i + 1;13 yi = 0;14 15 for (k=0; k= 0; i-) 17 yi += xi;18 19 20 21 stopTime = clock();22 elapsedTime = (stopTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC / (double) 1000.0);23 printf(array elapsed time: %1.0f ms - %ld %ldn, elapsedTime, y0, yn-1);24 25 delete x;26 delete y;27 28 return elapsedTime;29 c#的：数组基本操作 1 static long array(int n) 2 3 long elapsedMilliseconds; 4 int i, j, k; 5 int x; 6 int y; 7 8 stopwatch.Start(); 9 if(n 1) n = 1;10 11 x = new intn;12 y = new intn;13 14 for (i = 0; i n; i+)15 16 xi = i + 1;17 yi = 0;18 19 for (k = 0; k = 0; j-)21 yj += xj;22 23 elapsedMilliseconds = stopwatch.ElapsedMilliseconds;24 stopwatch.Reset();25 26 Console.WriteLine(Array elapsed time: + elapsedMilliseconds + ms - + y0.ToString() + + yn-1.ToString();27 return elapsedMilliseconds;28 对比结果见下图：通过数据发现，在数组基本操作方面c#较弱（大家都能知道为什么！）。7.异常处理能力由于这部分代码稍多，所以就不在这贴了，一多后台就崩溃了（在写这篇文章其间博客园后台不知崩溃了n次，对此很无语）。后面会给出所有源码的下载地址。对比结果见下图：通过数据，发现c/c+在这方面远胜于c#，可是大家不要就此止步，再想想为什么。注：可参考Jeffrey Richter的CLR via C#中有关异常的讨论。8.STL vs FCL郁闷啊！不知道为什么，一提交网站不停地崩溃，我写的东西不停地全没。没有办法，代码就不贴了。直接上结果。这里，通过map和Dictionary的两组对比和一组Vector和List的对比。第一组对比结果见下图：这里涉及到的基本操作包括，插入和测试key是否存在。通过数据，发现c#的Dictionary的性能远远优于c/c+（10倍有余）。第二组对比结果见下图：通过数据发现c#版的字典性能远优于c/c+中的。Vector和List的对比结果见下图：通过数据发现两者性能不相上下。9.算法HeapSort对比结果见下图：通过数据发现，c/c+要优于c#（看代码发现罪魁祸首在于数组操作）。10.矩阵乘对比结果见下图：通过数据发现，c/c+的性能几乎是c#的两倍。截止到目前，我们应该知道c#在数组、矩阵操作方面是个弱项（为什么？）。大家在以后的工作学习中要学会扬长避短哦11.嵌套for循环对比结果见下图：通过数据发现，c#略差于c/c+。12.字符串连接大家都知道，字符串连接是个耗时的操作，现在让我们来看看两者的表现，对比结果见下图：令人意外的是，c#在这方面的性能要优于c/c+（几乎2倍有余）。13.总和对比这里的总和指的是前面所有项的时间加和，对比结果见下图：通过数据发现，在一般的应用中c#的性能能达到c/c+的70%-80%。作为托管代码来说这已经很不错了，你说呢？总结 写了这么多了，也许有人要问我了，你到底想说什么呢？其实，作为语言，我们要懂得什么情况下用哪个。我的观点是，精通一门，熟悉或了解另一门。怎么说呢？如果您已经工作了，那么很容易做决定，您工作中不停要用到的语言自然是您应该精通的了。如果您和我一样还是学生的话，那也很好办，凭自己的喜好呗，但不要太过执着于语言本身。比如说我，花了大量时间在c#上，今年暑假要去公司实习（大半会用到c+），所以你也要了解c+，不是吗？ 现在的社会，一切都讲求速度。特别是在软件行业更是如此。软件不仅要求运行速度，很多时候更多的是开发速度，而且是第一个遇到的问题。不是有哪位大牛说过嘛，先让它run起来，再让它run地更快。结合上面的形式，一个项目中即需要懂c#的也需要懂c+的。下面的建议摘自别人的博客