为什么在 Go 中交换 []float64 的元素比在 Rust 中交换 Vec<f64>

Question

我有两个（等效的？）程序，一个在 Go 中，另一个在 Rust 中。平均执行时间为：去~169ms休息~201ms去package mainimport (    "fmt"    "time")func main() {    work := []float64{0.00, 1.00}    start := time.Now()    for i := 0; i < 100000000; i++ {        work[0], work[1] = work[1], work[0]    }    elapsed := time.Since(start)    fmt.Println("Execution time: ", elapsed)}锈我编译了--releaseuse std::time::Instant;fn main() {    let mut work: Vec<f64> = Vec::new();    work.push(0.00);    work.push(1.00);    let now = Instant::now();    for _x in 1..100000000 {        work.swap(0, 1);     }    let elapsed = now.elapsed();    println!("Execution time: {:?}", elapsed);}在这种情况下，Rust 的性能是否不如 Go？Rust 程序可以用惯用的方式编写，以更快地执行吗？

Answer 1

Rust 程序可以用惯用的方式编写，以更快地执行吗？

是的。要创建包含几个元素的向量，请使用vec![]宏：

let mut work: Vec<f64> = vec![0.0, 1.0];    

for _x in 1..100000000 {

    work.swap(0, 1); 

}

那么这段代码更快吗？是的。查看生成的程序集：

example::main:

  mov eax, 99999999

.LBB0_1:

  add eax, -11

  jne .LBB0_1

  ret

在我的 PC 上，它的运行速度比您的原始代码快 30 倍。

为什么程序集仍然包含这个什么都不做的循环？为什么编译器无法看到两个pushes 与 相同vec![0.0, 1.0]？这两个问题都很好，而且都可能指向 LLVM 或 Rust 编译器中的缺陷。

然而，遗憾的是，从您的微基准测试中没有太多有用的信息。基准测试很难，真的很难。有太多的陷阱，连专业人士都会掉进去。就您而言，基准测试在几个方面存在缺陷。首先，您以后永远不会观察向量的内容（它从未被使用过）。这就是为什么一个好的编译器可以删除所有甚至触及向量的代码（就像上面的 Rust 编译器所做的那样）。所以这不好。

除此之外，这与任何真正的性能关键代码都不相似。即使稍后会观察到向量，奇数次交换也等于单次交换。所以除非你想看看优化器是否能理解这个交换规则，否则遗憾的是你的基准测试并不是很有用。

Answer 2

（不是答案）但为了扩充 Lukas 所写的内容，以下是 Go 1.11 为循环本身生成的内容：

    xorl    CX, CX

    movsd   8(AX), X0

    movsd   (AX), X1

    movsd   X0, (AX)

    movsd   X1, 8(AX)

    incq    CX

    cmpq    CX, $100000000

    jlt     68

（由https://godbolt.org提供）

在任何一种情况下，请注意，您测量的时间很可能主要由进程的启动和初始化决定，因此您实际上并未测量循环执行的速度。IOW 你的方法是不正确的。