optimization - Java vs C# performance - 为什么处理一个排序数组比处理一个未排序数组快?

Language benchmark / java / c++ / performance / branch-prediction

这里有一段C++代码,显示了一些非常奇特的行为。由于一些奇怪的原因,对数据进行排序,奇迹般地使代码速度快了近六倍。

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>

int main()
{
    //生成数据
    const unsigned arraySize = 32768;
    int data[arraySize];

    for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
        data[c] = std::rand() % 256;

    // !!! 这样,下一个循环运行得更快。
    std::sort(data, data + arraySize);

    // 测试
    clock_t start = clock();
    long long sum = 0;

    for (unsigned i = 0; i < 100000; ++i)
    {
        //主循环
        for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
        {
            if (data[c] >= 128)
                sum += data[c];
        }
    }

    double elapsedTime = static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    std::cout << elapsedTime << std::endl;
    std::cout << "sum = " << sum << std::endl;
}

最初,我认为这可能只是一种语言或编译器的异常,所以我尝试了Java。

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //生成数据
        int arraySize = 32768;
        int data[] = new int[arraySize];

        Random rnd = new Random(0);
        for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
        data[c] = rnd.nextInt() % 256;

        // !!! 这样,下一个循环运行得更快
        Arrays.sort(data);

        // 测试
        long start = System.nanoTime();
        long sum = 0;

        for (int i = 0; i < 100000; ++i)
        {
            //主循环
            for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
            {
                if (data[c] >= 128)
                    sum += data[c];
            }
        }

        System.out.println((System.nanoTime() - start) / 1000000000.0);
        System.out.println("sum = " + sum);
    }
}

Aplet123



Answer #1

类似于(未勾选)的东西

int i= 0, j, k= arraySize;
while (i < k)
{
  j= (i + k) >> 1;
  if (data[j] >= 128)
    k= j;
  else
    i= j;
}
sum= 0;
for (; i < arraySize; i++)
  sum+= data[i];

或者,更模糊一点

int i, k, j= (i + k) >> 1;
for (i= 0, k= arraySize; i < k; (data[j] >= 128 ? k : i)= j)
  j= (i + k) >> 1;
for (sum= 0; i < arraySize; i++)
  sum+= data[i];