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編程語言基準測試新發現:Python 與 C 的驚人差距

2024-11-05 15:39:00
在當今數字化代,孩子接觸網絡的機會日益增多,染上網癮的現象也時有發生。然而,不少家長對于孩子染上網癮的具體表現并不十分清楚,也不知道如何正確應對。

通常而言,我們所熟知的編程語言基準測試,往往側重于比較各語言的運行速度,看哪種語言能夠在執行任務時更為迅速地得出結果。然而,此次該研究所進行的測試卻別具一格,除了關注運行速度之外,還著重考察了各編程語言在運行過程中消耗能量的情況。

測試過程中所呈現出的部分結果著實令人大為震驚。其中,Python 與 C 語言之間的對比差距尤為顯著。在運行速度方面,Python 竟然比 C 語言慢了足足 71 倍。這意味著在處理相同的任務時,C 語言能夠以遠超 Python 的效率快速完成。而更讓人意想不到的是,在能量消耗上,Python 消耗的能量居然是 C 語言的 75 倍。如此巨大的差距,無疑讓我們對這兩種廣泛應用的編程語言在性能表現上有了更為深刻的認識。

該研究所此次測試所采用的測試集名為 “The Computer Language Benchmarks Game”,這個測試集設計得十分巧妙且有趣。它涵蓋了諸多不同類型的任務,既包含了程序員們極為熟悉的 “二叉樹遍歷” 這類在數據結構處理領域常見的任務,又涉及到了 “N 體問題” 這樣對天體運動進行模擬的任務。通過如此豐富多樣的任務設置,其目的在于盡可能全面地覆蓋到更多不同的應用領域,從而能夠更為準確且客觀地對各編程語言在不同場景下的性能表現進行評估。

最終的結果是這樣的(經過了標準化的處理):

在速度上,不出意料,C語言最快,以它為基準,Python是71.90,Lua最慢。
在能量消耗上,C語言最低,以它為基準,Python是75.88,Perl最差。
在內存占用上,Pascal這門語言竟然排到了第一,C語言屈居第三。
從運行速度,能量消耗、內存使用這三項指標上都能看出C語言的王者之氣。

運行速度最快的編程語言:C、Rust、C++、Ada、Java,在節能榜也名列前茅。
從運行速度,能量消耗、內存使用這三項指標上都能看出C語言的王者之氣。

運行速度最快的編程語言:C、Rust、C++、Ada、Java,在節能榜也名列前茅。
然而,一個頗為引人深思的問題隨之而來:既然 Python 在與 C 語言的此次基準測試對比中,在速度和能耗方面表現出如此明顯的劣勢,那為什么 Python 卻是現在最受歡迎的編程語言呢?
這個研究只關注編程語言在運行時的表現,它不考慮軟件的編寫成本、維護成本。C語言和硬件密切相關,是個“低級”的高級語言,想寫出好代碼不容易。想用它寫出和Java、Python同樣功能的程序,花費的時間要長得多,這么算下來,用C語言消耗的能量可能遠遠超過Java和Python。

而Python在易上手性、庫和框架豐富度、跨平臺性、開發效率、社區支持、腳本語言特性以及與其他語言集成等諸多方面的優勢,使得它成為了如今最受歡迎的編程語言之一。

這里面其實有一個守恒定律。C,Rust, C++都把能量消耗在腦力上了!Python消耗腦力最少。 “人生苦短,我用Python” 這句話的真諦在此刻透露的淋漓盡致。

對于系統級的軟件和對性能要求高的軟件,C、C++、Rust是不二之選,對于應用層的軟件,需要快速實現多變的業務邏輯,還是選擇Python、Java、JavaScript、Ruby等編程語言吧,適合的才是最好的!
原論文鏈接:https://haslab.github.io/SAFER/scp21.pdf

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