Mateusz Mazurek – programista z pasją

Python, architektura, ciekawostki ze świata IT

    • Programowanie

    Porównanie szybkości kilku języków programowania

    Mateusz M. Opublikowane w
    🕑 2 minuty czytania
    Cześć! Cieszę się, że mnie odwiedziłeś/aś. Zanim przejdziesz do artykułu chciałbym zwrocić Ci uwagę na to, że ten artykuł był pisany kilka lat temu (2013-03-09) miej więc proszę na uwadzę że rozwiązania i przemyślenia które tu znajdziesz nie muszą być aktualne. Niemniej jednak zachęcam do przeczytania.

    Cześć.

    Jakiś czas temu, gdy zaczynałem pisać pierwsze „Heloł łordy” zastanawiałem się który z tych wszystkich języków, jest najszybszy. Bo chyba własnie o szybkość pisania kodu/działania programu tu chodzi.

    Teraz mam wystarczająco skilla żeby móc zmierzyć szybkość kilku języków implementując w nich ten sam algorytm w ten sam sposób. Prawie ten sam sposób. I zobaczyc na własne oczy.

    Test ten przeprowadzę na kilku językach:

    • PHP

    Język do tworzenia stron WWW. Interpretowany. Można wykorzystwać go do pisania aplikacji okienkowych, ale jest to dość rzadka praktyka.

    • Python

    Ciekawy, interpretowany język programowania. Jego filozofią jest czytelność i przejrzystość kodu poprzez wymuszanie wcięć, które służą jako oznaczenia bloków kodu. Pojawił się w 91 roku, popularność zdobył zdecydowanie później.

    • LUA

    Jedyny język z tych przedstawionych przeze mnie gdzie indeksowanie tablic zaczyna się od 1 a nie od 0. Filozofią LUA jest „prostota, wydajność i przenośność kodu”.

    • Java

    Java :) jezyk programowania ogólnego przeznaczenia, wieloplatformowy. Uzywa swojej maszyny wirtualnej i dzięki temu może byc odpalony na każdym systemie który ma Javę zainstalowaną. W pełni obiektowy.

    • C++

    Klasyka.

    • C

    Klasyka klasyki :)

    • Java Script

    Język który służy przede wszystkim do tworzenia stron WWW. W przeciwieństwie od PHP jest wykonywany po stronie użytkownika a nie po stronie serwera.

     

    Ok. Tyle słowem wstępu. Algorytmem którego czas wykonywania się będziemy mierzyć jest Sito Eratostenesa. Czemu ten algorytm? Ponieważ jest prosty w implementacji, dość praktyczny i złożonośc obliczeniona szałowa nie jest. Służy on do wyszukiwania liczb pierwszysch z przedziału <2; n>

    Nasze n = 100000

     

    Czyli nasze programy będą szukały wszystkich liczb pierwszych z zakresu <2; 100000>.

     

    Ok, przedstawię listingi wraz z ilością znaków i linii.
    PHP

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    <?
    $n=100000;
    for($i=0;$i<$n+1;$i++) $d[$i]=$i;

    for($a=2;$a<=$n+1;$a++)
    {
      for ($b=2*$a;$b<=$n+1;$b=$b+$a)
      {
        $d[$b]=0;

      }
    }
    ?>

    PHP kończy się na 13 liniach i 112 znakach bez spacji.
    Python

    1
    2
    3
    4
    5
    n =100000
    e= range(2, n+1)
    for x in range(2, n+1):
      for t in range(x+x,n+1, x):
        e[t-2]=0

    Python to tylko.. 5 linii i 72 znaki.
    LUA

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    n=100000
    digits = {}
    for i=2,n do
      digits[i-1]=i
    end
    for i=2,n do
      for t=i+i,n, i do
        digits[t-1]=-1
      end
    end

    Lua to 10 linii i 87 znaków.
    Java

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    public static void main(String[] args) {
    int n=100000;
    boolean pierwsze[] = new boolean[n];
    Arrays.fill(pierwsze, true);
    pierwsze[0]=false;
    pierwsze[1]=false;
    for(int i=2;i<=n;i++)
    {

      for(int t=i+i;t<n;t=t+i)
      {

        pierwsze[t]=false;

      }

    }

    }

    19 linii i 208 znaków.
    C++

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    #include <iostream>
    #include <stdio.h>
    using namespace std;
    int main(){
    bool* firsts=NULL;
    int n =100000;
    firsts = new bool[n];
    int i;
    for( i=0;i<n;i++)
      firsts[i]=true;
    for(i=2;i<=n;i++){

      for(int a=2*i;a<=n;a=a+i)

        firsts[a]=false;

      }
    delete[] firsts;
    return 0;
    }

    20 linii i 229 znaków.
    C

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    #include <stdio.h>
    int main(){
    int* firsts;
    int n =100000;
    firsts = (int*)malloc(n*sizeof(int));
    int i,a;

    for( i=0;i<n;i++)
      firsts[i]=1;

    for(i=2;i<=n;i++){

      for( a=2*i;a<=n;a=a+i)
        firsts[a]=0;

    }
    free( firsts);
    return 0;
    }

    19 linii i 194 znaki.
    JavaScript

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    var n=100000;
    var d = new Array()
    for (var a = 2; a<n+1; a++) {
      d[a-2]=a
    }
    for (var i = 2; i <= n+1; i++)
    {

      for (var a = 2*i; a<=n+1; a=a+i)
      {
        d[a-2]=0
      }
    }

    13 linii kodu i 118 znaków.

    Ok. Kilka spraw organizacyjnych.
    Cpp – kompilator g++ na win 7.
    c- kompilator gcc na win 7.
    Python – wersja 2.7
    LUA – wersja 5.1.4
    PHP – werjsa 5.2
    JavaScript – na przeglądarce Google Chrome.
    Java – wer. 7, NetBeans.
    Mój komputer to HP 1,8GHz Core 2 Duo. 2 GB pamięci RAM. No i na nim Win 7.

    Co dokładnie mierzyłem i w jaki sposób?
    Mierzyłem samo wyszukiwanie liczb pierwszych bez wstepnego zapełniania tablicy czy zwalniania pamieci jak w przypadku C/Cpp. Mierzyłem czas ogólno dostępnymi funkcjami czyli np. dla PHP to funkcja microtime() a dla C to clock().

    Wyniki badania sprowadziłem do jednej jednostki – milisekund.
    Spójrzmy na wyniki…

    Nr próbki 1 2 3 4 5 Średnia
    PHP 210 160 240 200 190 200 [miliseconds]
    Python 783 695 962 709 714 772,6 [miliseconds]
    LUA 246,01 244,01 249,01 243,02 231 242,61 [miliseconds]
    Java 9 9,5 8,7 9,3 9,8 9,26 [miliseconds]
    Cpp 15 16 31 16 15 18,6 [miliseconds]
    C 13 12 9 12 11 11,4 [miliseconds]
    JavaScript 36 35 34 41 37 36,6 [miliseconds]

    Co w przełożeniu na wykres wygląda tak:

    szybkosc

    Uff, co się okazuje? Ano okazuje się że nie możemy mieć wszystkiego. Python jako język który miał najmniejszą ilość linii i znaków okazał się najwolniejszy. LUA, prawie 3 krotnie szybsza jest od Pythona a różnica w ilości linii znikoma.

    Zobaczmy dokładnie jak przedstawia się ilość linii do szybkosci:

    Średnia Linii
    PHP 200 13
    Python 772,6 5
    LUA 242,61 10
    Java 9,26 19
    Cpp 18,6 20
    C 11,4 19
    JavaScript 36,6 13

    Uzupełnijmy tabelę o kolumnę która będzie stworzona z podzielenia średniego czasu przez ilość linii:

     

    Średnia Linii Średnia / Ilość linii
    PHP 200 13 15,38461538
    Python 772,6 5 154,52
    LUA 242,61 10 24,261
    Java 9,26 19 0,487368421
    Cpp 18,6 20 0,93
    C 11,4 19 0,6
    JavaScript 36,6 13 2,815384615

     

    Wspólczynnik który stworzyliśmy powinien być jak najmniejszy. Sortując wg niego, otrzymujemy:

    • Java
    • C
    • C++
    • JavaScript
    • PHP
    • LUA
    • Python

    Co z tego wynika? Chociażby to że warto pisać w Javie ;) A tak serio, bardzo blisko Javy jest C i C++ – nie bedzie powodu one się tam znalazły. To jedne z szybszych języków jakie istnieją. Czemu tutaj Java okazała się szybsza? Bo mimo wszystko ona się dalej rozwija i twierdzenie że jest baaardzooo wooolnaaaa powoli, powoli.. Staje się nieaktualne. Nie twierdzę że jest super szybka, ale dodając do wyników fakt przenośności kodu, pełną obiektowość i multum klas dostępnych w Internecie – stawia Jave dość wysokow. PHP, LUA, Python – wielcy przegrani. Mimo że każdy z tych języków jest dobrym językiem (PHP dobre moge nazwać od wersji 5) to tracą na szybkosci przez interpretowany charakter. LUA jest średnio popularnym językiem, PHP się używa do stron, a co do Pythona.. Mimo tego że wolny, to nadal warty uwagi, chociażby na słynne 5 linii :)

    Warto wspomnieć – test nie jest jakoś bardzo miarodajny – różnych języków używa się do różnych zastosowań. Zbadanie jednego alogrytmu nie powinno określać całej efektywności danego języka.

    Pozdrawiam!

    Dzięki za wizytę,
    Mateusz Mazurek

    A może wolisz nowości na mail?

    Podobne artykuły:

    Otagowano:
    Subskrybuj
    Powiadom o
    guest

    Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

    17 komentarzy
    Inline Feedbacks
    View all comments
    Jacek

    Oto moi kochani dowód na to, że Python jest zły. Może pisze się w nim szybko, ale płaci się za to bardzo wysoką cenę – przetwarzanie jest niezwykle wolne. Jest to także pochwała dla Javy, po której nie spodziewałem się takiej szybkości :)

    1
    Odpowiedz
    ????

    Mozesz mi wytlumaczyc dlaczego w kodzie C++ wlaczales pliki naglowkowe z ktorych w ogole nie korzystales??? Nie wspominajac o przestrzenii nazw.

    Nie rozumiem tez dlaczego mimo zamilowania do zbednych linijek w kodzie programu C pominales headersa skoro malloc wedlug dokumentacji ANSI C nalezy do tej biblioteki?????

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    Kolego, bo Ci się klawiatura od „?” spali :P a dlaczego napisałem to tak jak napisałem – ponieważ przestrzeń nazw jest generowana automatycznie wraz z dołączeniem tych bibliotek przez popularne IDE pod Windowsem :)

    PS. Biedny Shift..

    -1
    Odpowiedz
    Grabarz

    Porównanie tak mało miarodajne jak proste. Ja jednak trochę się zgadzam z wpisem o liniach i nagłówku. Jeśli chcesz liczyć ilość linii – usuń zbędne, bo tak wygląda jakby test był pisany specjalnie pod konkretny język :-) . Innych rzeczy nie ma co się czepiać, bo zawsze takie są.

    0
    Odpowiedz
    pawel33317

    test średni właśnie robię własny szkoda, że nie dałeś c# bo widzę, że niszczy pozostałe języki szybkością, a java na poziomie c++ ale jak np zrobisz dużą macierz i do niej będziesz dopisywał wyniki i macierz nie będzie boolami tylko np intami to java już 2x słabiej od c++ a python wiadomo dno z szybkością

    0
    Odpowiedz
    Dawid

    Nie zgodzę się z tym co zostało to przedstawione. Nie wierzę, że java jest szybsza od c++. Powiedzmy szczerze java nigdy nie będzie szybsza. Maszyna wirtualna jest programem stworzonym językiem kompilowanym, przez co już na tym etapie jest ograniczona jego prędkością. Proces wykonywania bytecodu jest bardzo skomplikowany i powolny. Natomiast program kompilowany wykonywany jest prosto plik->procesor, bez pośredników. Zapewne zawiniła metoda pomiaru ( albo jeszcze coś innego ). Nikt nie wciśnie mi, że java jest superszybka. W testach googla wypadła około 3.3 raza gorzej niż c++. Żaden język programowania nie jest idealny, a już w szczególności java. Trzeba być ślepo… Czytaj więcej »

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    Łał, co za pocisk Dawidzie :D Raczej w tym artykule nie napisałem nigdzie ze Java jest szybsza, a tylko tyle że wyszła szybciej w moim teście ;) to spora różnica :D gdyż nie sądzę że jest szybsza. I C również nigdzie nie obrażałem :P o i wiem czym są przestrzenie nazw jak dostałem Twój komentarz na maila jako powiadomienie to aż się uśmiechnąłem czytając go. Wszystko co piszesz o procesie kompilacji Javy jest prawdą :P Test należy brać raczej w kategorii „ciekawostka” niż „nauka” ;) A to czemu Java faktycznie wyszła szybsza – nie wiem. Chętnie posłucham ludzi mądrzejszych Pozdrawiam.… Czytaj więcej »

    -1
    Odpowiedz
    Dawid

    Może co do prędkości javy trochę przesadziłem. Mam kilka uwag dotyczących tylko kodu. Co do kodu c++: 1.Po co pierwsze trzy linijki ( inkludowanie nieużywanych bibliotek i przestrzeni nazw, która też nie zostanie użyta )? 2.Dlaczego ciało drugiej pętli for jest zamknięte w nawiasach, skoro nie musi, a zwiększa „obszerność” kodu? 3.Dlaczego tworzenie wskaźnika zostało rozbite na dwie części, skoro można go było utworzyć w jednej linijce? 4.Dlaczego użyte zostały w ogóle wskaźniki? A co do javy, to nie trzeba przypadkiem utworzyć głównej klasy? Pragnę, również zauważyć, że policzone są również puste linijki kodu, które mogły zostać pominięte i te… Czytaj więcej »

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    Co do kodu w C++ to: 1. Nie usuwałem żadnych bibliotek ani przestrzeni nazw, gdyż testowałem to na „standardowym”, nowo utworzonym, projekcie CodeBlocks. 3 i 4 – z przyzwyczajenia. 2 – lubię mieć pętle zewnętrzne z klamrami. Puste entery to troszkę moja wina racja, a troszkę tego jak kod interpretuje WP ;) Co tam jeszcze.. Aaa i rację masz co do Javy – szkielet klasy głównej powinien być. Linii wyszłoby faktycznie więcej. Co do wyliczania współczynnika uzależnionego od linii kodu – to wiedziałem że jest kiepski już podczas pisania tego artykułu, dlatego po raz nty powtarzam: ARTYKUŁ TEN NIE JEST… Czytaj więcej »

    0
    Odpowiedz
    adamir

    Uczę się hobbystycznie swojego pierwszego języka programowania – JavaScript i jestem mile zaskoczony takim rankingiem. Po niektórych wpisach w internecie wnioskowałem, że JS to taki g. warty bajer na stronki www, co to ma, niczym tipsy blachary, ładnie wyglądać, ale nic w tym nie ambitnego nie zrobisz. I w ogóle, że to takie przedszkole, a nie programowanie. A tu takie buty – 70 razy szybszy od Pythona :)
    Pozdrawiam!

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    JavaScript przez ostatnie lata bardzo zyskał na popularności ;) już nikogo nie dziwi zawód „Programista JavaScript” i są to całkiem fajne pieniądze :)

    1
    Odpowiedz
    Piotr

    Dawidzie, mylisz się co do tego jak działa Java. Twój opis Javy odnosi się do Javy sprzed 20 lat. Obecnie Java jest językiem kompilowanym do zoptymalizowanego kodu maszynowego, podobnie jak C i C++. Różnica jest tylko w momencie, kiedy następuje ta kompilacja. W C i C++ kompilacja następuje w procesie budowania projektu, natomiast w Javie kompilacja jest podzielona na dwa etapy: w procesie budowania projektu następuje kompilacja do kodu posredniego, a w trakcie działania kod pośredni zostaje przetłumaczony na kod maszynowy. Po tym procesie maszyna wirtualna nie wprowadza żadnego narzutu – wykonuje się czysty kod maszynowy. Ponieważ w trakcie działania… Czytaj więcej »

    1
    Odpowiedz
    slawek

    A mnie taki kod w języku interpretowalnym kod działał mniej niż sekundę (i5-66000). Środowisko SML w TNTmips (program pisany C++);

    0
    Odpowiedz
    Jakub

    Java, widzę że niektórym się nie podoba że jara wyszła na szybszą od C/C++. Java ogólnie jest szybsza od C/C++, ale ma dłuższy czas ładowania do pamięci (kod pośredni Javy w trakcie ładowania do pamięci jest kompilowany do kodu maszynowego) i Java zatrzymuje cały program w tekście czyszczenia pamięci. Pozostałe procesy mają bardzo podobną szybkość w Java i C/C++. Z pominięciem tego że w C/C++ czyszczenie pamięci działa cały czas co spowalnia program, ale to trzeba policzyć co się bardziej opłaca żeby kod działał cały czas trochę wolniej, czy też na jakiś czas się zatrzymywał. W tak robionym teście Java… Czytaj więcej »

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    Hej,
    dzięki za komentarza:)

    Test dla Pythona był robiony oczywiście CPython’em a on nie posiada JITa:)

    0
    Odpowiedz
    Robert

    Poradźcie w jakim języku programowania najlepiej napisać program do szybkiego przeliczania cyfr. Chciałbym zlecić program ale za bardzo nie wiem w jakim języku szukać mego zlecenia.

    0
    Odpowiedz
    Mateusz M.

    To chyba najlepszym rozwiązaniem będzie C/C++/Java – ale nie jestem ekspertem od tych języków. Ewentualnie jeśli naprawdę chce się Pythona, to numpy powinno dać radę.

    0
    Odpowiedz