Java 和 C 中的字符串比较性能

Question

我需要测量比较两个字符串的函数的性能。我的任务是用 Java 和 C 编写并比较执行时间。出于测试目的，我生成了一个包含 100000 个随机字符串的 txt 文件，每个字符串从 100 到 200 个字符不等。使用它们我调用比较函数 20'000'000 次。在 Java 中需要大约 500 毫秒，而在 C 中执行时间为 0 毫秒（我在两种语言中对完全相同的数据进行完全相同的测试）。即使我在 C 中将它增加到 20'000'000'000 次调用，它仍然测量 0ms 持续时间。这怎么可能？我错过了什么重要的东西吗？

在Java

中实施

public class StringComparer {

    public static boolean compareStrings(String string1, String string2) {

        if(string1.length() != string2.length()) {
            return false;
        }

        for (int i = 0; i < string1.length(); i++) {
            if(string1.charAt(i) != string2.charAt(i)) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

C 中的实现

bool string_compare(char* s1, char* s2)
{   
    int i = 0;

    while (s1[i] != NULL && s1[i] == s2[i])
        i++;

    return s1[i] == s2[i];
}

这是我用来测试C语言性能的代码

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>

#define NUMBER_OF_WORDS 100000
#define MAX_WORD_LENGTH 200

long long milliseconds_now() {
    static LARGE_INTEGER s_frequency;
    BOOL s_use_qpc = QueryPerformanceFrequency(&s_frequency);
    if (s_use_qpc) {
        LARGE_INTEGER now;
        QueryPerformanceCounter(&now);
        return (1000LL * now.QuadPart) / s_frequency.QuadPart;
    }
    else {
        return GetTickCount();
    }
}

int main()
{
    char* fileName = "tests.txt";
    FILE *file = fopen(fileName, "r");

    char* words[NUMBER_OF_WORDS];

    long long i, j;

    for (i = 0; i < NUMBER_OF_WORDS; i++) {
        words[i] = (char*)malloc((MAX_WORD_LENGTH + 1) * sizeof(char));
        fgets(words[i], MAX_WORD_LENGTH + 1, file);
    }

    long long repeats = 10000000000 / NUMBER_OF_WORDS;

    long long start = milliseconds_now();

    for (i = 0; i < repeats; i++)
    {
        for (j = 0; j < NUMBER_OF_WORDS - 1; j++)
        {
            ;
        }
    }

    long long loopDuration = milliseconds_now() - start;

    start = milliseconds_now();

    for (i = 0; i < repeats; i++)
    {
        for (j = 0; j < NUMBER_OF_WORDS - 1; j++)
        {
            string_compare(words[j], words[j + 1]); //compare different strings
            string_compare(words[j], words[j]); //compare the same strings
        }
    }

    long long customFunctionDuration = milliseconds_now() - start;

    printf("Loop duration: %lld\n", loopDuration);
    printf("Custom function duration: %lld - %lld = %lld ms", customFunctionDuration, loopDuration, customFunctionDuration - loopDuration);

    return 0;
}

Answer 1

您的代码的可观察行为与什么都不做的代码完全相同。您需要使字符串比较的结果成为程序可观察行为的一部分，这样它们就不会被优化为空。尝试计算字符串匹配的次数和字符串不匹配的次数并输出该数字。

Java 和 C 中的字符串比较性能

String comparision performance in Java and C

string

performance

time

compare

execution