Porównanie szybkości kilku języków programowania

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 próbki12345Średnia
PHP210160240200190200[miliseconds]
Python783695962709714772,6[miliseconds]
LUA246,01244,01249,01243,02231242,61[miliseconds]
Java99,58,79,39,89,26[miliseconds]
Cpp151631161518,6[miliseconds]
C13129121111,4[miliseconds]
JavaScript363534413736,6[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:

ŚredniaLinii
PHP20013
Python772,65
LUA242,6110
Java9,2619
Cpp18,620
C11,419
JavaScript36,613

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

 

ŚredniaLiniiŚrednia / Ilość linii
PHP2001315,38461538
Python772,65154,52
LUA242,611024,261
Java9,26190,487368421
Cpp18,6200,93
C11,4190,6
JavaScript36,6132,815384615

 

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
Podziel się na:
    Facebook email PDF Wykop Twitter

13
Dodaj komentarz

avatar
12 Wątki
1 Odpowiedzi
0 Śledzący
 
Komentarz z największą liczbą reakcji
Najczęściej komentowany wątek
9 Komentarze autora
slawekPiotradamirDawidpawel33317 Ostatnie komentarze autora

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subskrybuj  
Powiadom o
Jacek
Gość
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 :)

????
Gość
????

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?????

Grabarz
Gość
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.

pawel33317
Gość

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

Dawid
Gość
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 »

Dawid
Gość
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 »

adamir
Gość
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!

Piotr
Gość
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 »

slawek
Gość
slawek

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