为什么Swift在for-in循环中使用下标语法比使用直接访问元素更快
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我读了着名的
Why is it faster to process a sorted array than an unsorted array?,我决定玩游戏并尝试其他语言,如Swift.我对2个非常相似的代码片段之间的运行时间差异感到惊讶.
在Swift中,可以在for-in循环中以直接方式或使用下标访问数组中的元素.例如这段代码： for i in 0..<size {
sum += data[i]
}
可写： for element in data {
sum += element
}
随着数据长度和数据的大小,可汇总元素的数组. 所以,我只是在Swift(代码吼叫)中实现了与我在第一段中提到的问题相同的算法,令我惊讶的是第一种方法比第二种方法快大约5倍. 我真的不知道后台下标的实现,但我认为直接访问Swift for-in循环中的元素只是语法糖. 题 我的问题是两个for-in语法之间的区别是什么以及为什么使用下标更快？ 这里是计时器的细节.我在2015年初的MacBook Air上使用Xcode 9.4.1和Swift 4.1以及Commande Line项目. // Using Direct Element Access Elapsed Time: 8.506288427 Sum: 1051901000 VS // Using Subscript Elapsed Time: 1.483967902 Sum: 1070388000 额外的问题：为什么Swift中的执行速度比C中慢100倍(在n Xcode项目中都在同一台Mac上执行)？例如,在C中100,000次重复几乎与Swift中的1,000次重复相同.我的第一个猜测是,Swift是一种比C语言更高级的语言,例如Swift运行更多的安全检查. 这是我使用的Swift代码,我只修改了第二个嵌套循环： import Foundation
import GameplayKit
let size = 32_768
var data = [Int]()
var sum = 0
var rand = GKRandomDistribution(lowestValue: 0,highestValue: 255)
for _ in 0..<size {
data.append(rand.nextInt())
}
// data.sort()
let start = DispatchTime.now()
for _ in 0..<1_000 {
// Only the following for-in loop changes
for i in 0..<size {
if data[i] <= 128 {
sum += data[i]
}
}
}
let stop = DispatchTime.now()
let nanoTime = stop.uptimeNanoseconds - start.uptimeNanoseconds
let elapsed = Double(nanoTime) / 1_000_000_000
print("Elapsed Time: (elapsed)")
print("Sum: (sum)")
解决方法
总体性能输出很大程度上取决于编译器所做的优化.如果在启用优化的情况下编译代码,您将看到两个解决方案之间的差异很小.
为了证明这一点,我更新了您的代码,添加了两个方法,一个使用下标,另一个使用for-in. import Foundation
import GameplayKit
let size = 32_768
var data = [Int]()
var sum = 0
var rand = GKRandomDistribution(lowestValue: 0,highestValue: 255)
for _ in 0..<size {
data.append(rand.nextInt())
}
// data.sort()
func withSubscript() {
let start = DispatchTime.now()
for _ in 0..<1_000 {
for i in 0..<size {
if data[i] <= 128 {
sum += data[i]
}
}
}
let stop = DispatchTime.now()
let elapsed = Double(stop.uptimeNanoseconds - start.uptimeNanoseconds) / 1_000_000_000
print("With subscript:")
print("- Elapsed Time: (elapsed)")
print("- Sum: (sum)")
}
func withForIn() {
let start = DispatchTime.now()
for _ in 0..<1_000 {
for element in data {
if element <= 128 {
sum += element
}
}
}
let stop = DispatchTime.now()
let elapsed = Double(stop.uptimeNanoseconds - start.uptimeNanoseconds) / 1_000_000_000
print("With for-in:")
print("- Elapsed Time: (elapsed)")
print("- Sum: (sum)")
}
withSubscript()
withForIn()
我将该代码保存到名为array-subscripting.swift的文件中. 然后,从命令行,我们可以在没有任何优化的情况下运行它,如下所示： $swift array-subscripting.swift With subscript: - Elapsed Time: 0.924554249 - Sum: 1057062000 With for-in: - Elapsed Time: 5.796038213 - Sum: 2114124000 正如你在帖子中提到的,性能有很大差异. 使用优化编译代码时,这种差异可以忽略不计： $swiftc array-subscripting.swift -O $./array-subscripting With subscript: - Elapsed Time: 0.110622556 - Sum: 1054578000 With for-in: - Elapsed Time: 0.11670454 - Sum: 2109156000 如您所见,两种解决方案都比以前更快,并且在时间执行上非常相似. 回到原来的问题,下标提供了对内存的直接访问,这在连续数组的情况下非常有效,其中元素在内存中彼此相邻存储. 另一方面,for-in循环从数组中创建每个元素的不可变副本,这会导致性能损失. （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |