不经意翻看java2核心技术卷II,在讲集合那一部分有那么一段,用了一个计算2000000以内的素数的例子,说前三个java版本java的速度不如C++,后三个版本java的速度轻松超过C++,我有些吃惊。书上也说了,公平地说,是C++的bitset库写得不好,用自己重写的bitset库,还是C++的速度快。在这个java5.0版本中,书上说的是java用105毫秒而C++的用了300多毫秒。书上接着说,“现在已经不可能了,最近的实验表明,即使用自己写的bitset库,C++也要用140毫秒”。对照程序一个是用java写的,一个是用C++写的,格式可以说是一样的,都用的bitset来编写。
java程序: import java.util.BitSet; public class TestBitSet { public static void main(String[] args) { int n=2000000; long start = System.currentTimeMillis(); BitSet b = new BitSet(n+1); int count = 0; int i; for(i=2; i<=n; i++) b.set(i); i = 2; while(i*i<=n){ if(b.get(i)){ count++; int k=2*i; while(k<=n){ b.clear(k); k+=i; } } i++; } while(i<=n){ if(b.get(i)) count++; i++; } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(count + " primes"); System.out.println((end-start)+" milliseconds"); } } C++程序: #include <bitset> #include <iostream> #include <ctime> using namespace std; int main() { const size_t n=2000000; long start = clock(); bitset<n+1> b; int count = 0; int i; for(i=2; i<=n; i++) b.set(i); i = 2; while(i*i<=n){ if(b.test(i)){ count++; int k=2*i; while(k<=n){ b.reset(k); k+=i; } } i++; } while(i<=n){ if(b.test(i)) count++; i++; } long end = clock(); cout << count << " primes" << endl; cout << (end-start)*1000/CLOCKS_PER_SEC << " milliseconds" << endl; } 程序是经过我的手敲出来的,可能在不影响性能的地方(比如类名、变量名)稍有不同,其它是原样的。 我在我的计算机(CPU1.5G,内存2G)上运行了一下,确实如此,java程序用了250毫秒,而对照的C++程序用了493毫秒。虽然跟书上说的有些出入,但是确实是java程序超过了C++。看来C++中的bitset模板确实写得不行。于是,我自己写了一个简单的bitset模板: template <int n> class bitset{ typedef unsigned int size_t; static const size_t length=n; static const size_t bits = 32; static const size_t less = 31; static const size_t mask = 0x80000000; static const size_t full = 0xffffffff; static const size_t shifts = 5; int data[(n+less)>>shifts]; public: void set(size_t i){ data[(i)>>shifts] |= mask>>(i&less); } void reset(size_t i){ data[(i)>>shifts] &= full-(mask>>(i&less)); } bool test(size_t i){ return data[(i)>>shifts] & (mask>>(i&less)); } }; 实现原理就不在这里多说了,用这个模板后,C++程序的成绩立即变成了125毫秒,也就是说,比java的快得多,java的在我这台计算机上的运行时间是250毫秒。我的计算机上用的是java6.0版本,虽然高版本性能应该更高,但我还是担心受版本影响,所以到unix服务器上java5.0环境中又对照了很多次,C++程序的成绩稳定在640毫秒,而java程序的成绩多则1593毫秒,少则720毫秒。 我总是认为,java执行性能超过C++在理论上是不大可能的,java跟C++相比的优势也不在性能。虽然java可以而且也应该不断提高性能,但是不必以超越C++的性能为目标或者乐趣。