JScript.net的运行效率测试（兼多种语言效率对比）

昨天的文章《用JScript.net写.net应用程序》一文写了之后，对于其运行效率问题有了一点疑问，所以需要进行以下测试，前人当然做过很多种测试，不过bigtall的测试方法有些不同。这里我采用了斐波纳契的两个算法，一个是递归实现，一个是迭代实现。采用斐波纳契的理由如下：

1. 它是一个复杂度为O(2ⁿ)的算法，计算量足够大
2. 相同的计算，递归和迭代的主要区别是堆栈的处理，我们也可以同时比较一下不同语言在调用函数之间的效率差别。
3. 代码简单，而且算法容易理解。不同测试代码之间的差别也小，不容易起争议。

测试运行时候考虑到如下的情况：

1. 第一次系统装入是从磁盘装入，而后几次则是直接从磁盘缓存装入，所每个测试连续运行4遍，第一遍时间不计入。
2. 因为IO库实现效率不同，所以算法代码中不存在任何IO调用，纯计算代码。

参与比较的语言包括c，c#，标准的javascript，JScript.net，后来觉得不过瘾，把java6也加上了。加上bigtall自己写的一个计算时间的小程序和批处理，一共12段代码，表示如下：

fibc.c	fib2c.c
long Fib(long n) {     if (n <= 1) {         return n;     } else {         return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);     } } void main() {     int i;     for(i = 0; i < 10; i++)         Fib(30); }	long Fib(long n) {     int i;     long a = 0, b = 1, c=0;     if (n <= 1) {         return n;     } else {         for (i = 2; i <= n; i++) {             c = a + b;             a = b;             b = c;         }         return c;     } } void main() {     int i;     for(i = 0; i < 26925370; i++)         Fib(30); }
fibcs.cs	fib2cs.cs
public class A { static long Fib(long n) {     if (n <= 1) {         return n;     } else {         return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);     } } public static void Main() {     for(int i = 0; i < 10; i++)         Fib(30); } }	public class A { static long Fib(long n) {     int i;     long a = 0, b = 1, c=0;     if (n <= 1) {         return n;     } else {         for (i = 2; i <= n; i++) {             c = a + b;             a = b;             b = c;         }         return c;     } } public static void Main() {     for(int i = 0; i < 26925370; i++)         Fib(30); } }
fibjava.java	fib2java.java
public class fibjava { static long Fib(long n) {     if (n <= 1) {         return n;     } else {         return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);     } } public static void main(String[] args) {     for(int i = 0; i < 10; i++)         Fib(30); } }	public class fib2java { static long Fib(long n) {     int i;     long a = 0, b = 1, c=0;     if (n <= 1) {         return n;     } else {         for (i = 2; i <= n; i++) {             c = a + b;             a = b;             b = c;         }         return c;     } } public static void main(String[] args) {     for(int i = 0; i < 26925370; i++)         Fib(30); } }
fibjs1.js	fib2js1.js
function Fib(n) {     if (n <= 1) {         return n;     } else {         return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);     } } for(var i:int = 0; i < 10; i++)     Fib(30);	function Fib(n) {     var i;     var a = 0, b = 1, c=0;     if (n <= 1) {         return n;     } else {         for (i = 2; i <= n; i++) {             c = a + b;             a = b;             b = c;         }         return c;     } } for(var i:int = 0; i < 26925370; i++)     Fib(30);
fibjs2.js	fib2js2.js
function Fib(n:int):int {     if (n <= 1) {         return n;     } else {         return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);     } } for(var i:int = 0; i < 10; i++)     Fib(30);	function Fib(n:int):int {     var i:int;     var a:int = 0, b:int = 1, c:int=0;     if (n <= 1) {         return n;     } else {         for (i = 2; i <= n; i++) {             c = a + b;             a = b;             b = c;         }         return c;     } } for(var i:int = 0; i < 26925370; i++)     Fib(30);
ptime.cs	cp.bat
public class A {     public static void Main()     {         System.Console.Write(System.DateTime.Now.Ticks);         System.Console.Write(',');     } }	@echo off cl /O2 fibc.c cl /O2 fib2c.c csc /o+ /debug- fibcs.cs csc /o+ /debug- fib2cs.cs jsc /fast- /debug- fibjs1.js jsc /fast- /debug- fib2js1.js jsc /fast+ /debug- fibjs2.js jsc /fast+ /debug- fib2js2.js "%JAVA_HOME%\bin\javac" -g:none fibjava.java "%JAVA_HOME%\bin\javac" -g:none fib2java.java echo 编译完成 call:run fibc call:run fib2c call:run fibcs call:run fib2cs call:run fibjs1 call:run fib2js1 call:run fibjs2 call:run fib2js2 call:run "%JAVA_HOME%\bin\java" fibjava call:run "%JAVA_HOME%\bin\java" fib2java echo finish! goto end :run echo ================================= ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 1 ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 2 ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 3 ptime & %1 %2 & ptime & echo %1 %2 4 :end

运行测试的结果如下表格所示，表格内部蓝色的4组数据分别为1，2，3，4测试数据，黑色数据为后三组测试结果的平均数，绿色数据为相对C语言运行耗时的比例，最后一行红色纵比数字为相同语言【单次】递归和迭代算法的耗时比例。时间单位为百分之一秒：

	C	C#	java	js	JScript.net
递归 (10次)	119 49 48 49	486 439 461 441	2258 520 467 464	75397 75327 76424 74228	1571 1501 1502 1499
	48.67	447	483.67	75326.33	1500.67
	1	9.18	9.94	1547.70	30.83
迭代 (26,925,370次)	120 49 47 46	5261 5041 5040 5039	7880 7769 7762 7766	125786 127117 127273 127541	9196 9101 9086 9121
	47.33	5040	7765.67	127310.33	9102.67
	1	106.48	164.06	2689.65	192.31
纵比	0.97	11.28	16.06	1.69	6.07

由此，我们看出，如果横向比较，以C语言运行速度为标准，递归运算的时候，C#和java的速度都慢了将近10倍，JScript.net慢了将近31倍，js因为使用了运行时绑定，速度慢了1500倍之多；而一旦消除了函数调用，使用纯计算代码的迭代算法的运行时间上，各种语言相差更大，而且明显C#代码比java快（这里没有考虑基础类库装入的差别，因为M$对.net有预装入），最差的依然是javascript，不过看起来不带调用的后期绑定似乎更快一些。不过令人惊讶的是JScript.net的编译优化做的不错，速度算是很快了。

纵向比较之前，我们需要对算法进行一下分析，通过简单的代码，我们得知fib(30)的递归调用次数为2692537次，10次重复就是26925370次。这个就是递归和迭代算法的区别所在，但是我们把迭代的次数也设定为26925370，以消除函数调用的差别，突出代码的线性运行差别。通过对代码的分析，我们得出代码特征的统计表格：

	递归	迭代
赋值语句	3	120
变量分配	2	4
函数调用	2	0
返回	2	2
条件判断	1	30
跳转	1	30
累计	11	186

迭代算法和递归算法相比，明显代码量较大，其代码规模大约是递归的186/11=16.9倍。但是运行时间中除了java体现出了这一比例之外，其他都比这个比例要小。C语言甚至时间更短，如果不考虑测试误差，唯一合理的解释应该是代码优化问题，因为编译器和CPU都有优化代码的能力，但是显然无论是哪种优化，都无法跨越函数调用进行优化；C#比java要快，是不是说明C#的优化器比java要好一些呢？但是JS代码的两个比例值有点让我难住了，但是也并非不可解释，因为js代码中间可以优化的地方实在是太多太多了。

结论：

1. C作为一种老牌的中高级语言，优势没得说。
2. 递归少用，尤其是JavaScript，连函数调用都尽可能压缩一些。
3. 本文的最主要目的，如果用JScript.net做一般应用程序，效率应该属于可以接受的范围，但是千万不要进行数值计算。
4. 以前看过什么java或者C#运行效率可以达到C语言的70%之类的文章，现在看来是有水分的，如果单纯比较编译器的效率，我看差距还是明显的。看来枪手文章还是要警惕啊！

另外给各位看官提一个小小的请求，如果哪位对python，ruby，perl等熟悉的，用相同算法做一个测试如何？

本文章算法参考了浅议Fibonacci（斐波纳契）数列求解。

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2007-11-16 17:30修改迭代部分的循环次数为26925370次，重新更正相关测试的时间和部分结论。非常感谢装配脑袋的提醒。谢谢！另外对之前给大家的误导表示歉意！