ベンチマーク - C, C++, Objective-C, Java, Scala, Ruby, Python!
Updated:
各種プログラミング言語、 C, C++, Objective-C, Java, Scala, Ruby, Python でベンチマークテストを行ってみました。
0. 前提条件Permalink
- Linux Mint 17(64bit) での作業を想定。
- メソッド呼び出しを 2^31 - 1 (= 2,147,483,647) 回 行う。
- 使用した言語のバージョン
- GCC 4.8.2 (パッケージインストール)
- GCC 4.9.1 (ソースビルドインストール)
- Oracle Java 1.8.0_05 (アーカイブインストール)
- Scala 2.11.2 (アーカイブインストール)
- Ruby 1.9.3-p484 (パッケージインストール)
- Ruby 2.1.3-p242 (ソースビルドインストール)
- Python 2.7.6 (パッケージインストール)
- Python 3.4.0 (ソースビルドインストール)
1. 作成ソースコード・スクリプトPermalink
“A benchmark to estimate time to invoke a method” のコード・スクリプトを参考にした。
1-1. C 言語Permalink
File: BenchC.c
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <sys/time.h>
typedef struct {
int n0;
} Bench;
int calc(Bench *s, int n){
int n1 = s->n0 + (1 - 2 * (n % 2));
s->n0 = n;
return n1;
}
double gettimeofday_sec()
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_sec + (double)tv.tv_usec * 1e-6;
}
int main(){
// Declaration
unsigned int i;
int n = 1;
double t1, t2;
// Instantiation
Bench *objBench = (Bench *)malloc(sizeof(Bench));
objBench->n0 = 0;
// Main process
t1 = gettimeofday_sec();
for (i = 0; i < INT_MAX; i++) {
n = calc(objBench, n);
}
t2 = gettimeofday_sec();
printf("C\t-> %8.4f secs.\n", t2 - t1);
// Finish
free(objBench);
return 0;
}
コンパイル。
$ gcc -Wall -O2 -o BenchC BenchC.c
1-2. C++Permalink
File: BenchCpp.cpp
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#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <limits.h>
#include <sys/time.h>
using namespace std;
class Bench {
public:
Bench();
int calc(int n);
private :
int n0;
};
Bench::Bench(){
n0 = 0;
}
int Bench::calc(int n){
int n1 = n0 + (1 - 2 * (n % 2));
n0 = n;
return n1;
}
double gettimeofday_sec()
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_sec + (double)tv.tv_usec * 1e-6;
}
int main(){
// Declaration
unsigned int i;
int n = 1;
double t1, t2;
// Instantiation
Bench *objBench = new Bench();
// Main process
t1 = gettimeofday_sec();
for (i = 0; i < INT_MAX; i++) {
n = objBench->calc(n);
}
t2 = gettimeofday_sec();
printf("C++\t-> %8.4f secs.\n", t2 - t1);
// Finish
delete objBench;
return 0;
}
コンパイル。
$ g++ -Wall -O2 -o BenchCpp BenchCpp.cpp
1-3. Objective-CPermalink
File: BenchM.m
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#import <stdio.h>
#import <Foundation/NSObject.h>
#import <limits.h>
#import <sys/time.h>
@interface Bench : NSObject {
int n0;
}
- (id)init;
- (int)calc:(int)n;
@end
@implementation Bench
- (id)init{
[super init];
n0 = 0;
return self;
}
- (int)calc:(int)n {
int n1 = n0 + (1 - 2 * (n % 2));
n0 = n;
return n1;
}
@end
double gettimeofday_sec()
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv, NULL);
return tv.tv_sec + (double)tv.tv_usec * 1e-6;
}
int main(){
// Declaration
unsigned int i;
int n = 1;
double t1, t2;
// Instantiation
id objBench = [[Bench alloc] init];
// Main process
t1 = gettimeofday_sec();
for(i = 0; i < INT_MAX; i++){
n = [objBench calc:n];
}
t2 = gettimeofday_sec();
printf("Obj-C\t-> %8.4f secs.\n", t2 - t1);
// Finish
return 0;
}
コンパイル。
$ gcc -Wall -O2 -o BenchM BenchM.m -lobjc -lgnustep-base -I/usr/include/GNUstep
1-4. JavaPermalink
File: BenchJava.java
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class Bench {
int n0;
Bench() {
n0 = 0;
}
int calc(int n) {
int n1 = n0 + (1 - 2 * (n % 2));
n0 = n;
return n1;
}
}
class BenchJava {
public static void main(String[] args) {
// Declaration
int n = 1;
long t1, t2;
// Instantiation
Bench objBench = new Bench();
// Main process
t1 = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
n = objBench.calc(n);
}
t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.printf("Java\t-> %8.4f secs.\n", (float)(t2 - t1)/1000);
}
}
コンパイル。
$ javac BenchJava.java
1-5. ScalaPermalink
File: BenchScala.scala
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class Bench {
def calc(n:Int): Int = {
var n1 = n0 + (1 - 2 * (n % 2))
n0 = n;
return n1;
}
private var n0:Int = 0
}
object BenchScala {
def main(args :Array[String]):Unit = {
// Declaration
var n = 1
// Instantiation
var o = new Bench
// Main process
var t1 = System.currentTimeMillis
for(i <- 0 to Integer.MAX_VALUE - 1){
n = o.calc(n);
}
var t2 = System.currentTimeMillis
printf("scala\t-> %8.4f secs.\n", (t2 - t1) / 1000.0)
}
}
コンパイル。
$ scalac BenchScala.scala
1-6. RubyPermalink
以下は ruby
が “/usr/bin/ruby” にある場合の例。(インストール状況によりパスを変更すること。 “/usr/bin/env ruby” にしたり、シェバングを使用せずに ruby
コマンドで当スクリプトを指定して実行してもよい)
File: bench_ruby.rb
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#!/usr/bin/ruby
class Bench
def initialize
@n0 = 0
end
def calc(n)
n1 = @n0 + (1 - 2 * (n % 2))
@n0 = n
n1
end
end
if __FILE__ == $0
# Declaretion
i = 0
n = 1
# Instantiation
obj_bench = Bench.new
# Main Process
t1 = Time.now
while i < 2147483647
n = obj_bench.calc(n)
i += 1
end
t2 = Time.now
printf("Ruby\t-> %8.4f secs.\n", t2 - t1)
end
1-7. PythonPermalink
以下は python
が “/usr/bin/pyhon” にある場合の例。(インストール状況によりパスを変更すること。 “/usr/bin/env python” にしたり、シェバングを使用せずに python
コマンドで当スクリプトを指定して実行してもよい)
File: bench_python.py
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#!/usr/bin/python
import time
class Bench:
def __init__(self):
self.n0 = 0
def calc(self, n):
n1 = self.n0 + (1 - 2 * (n % 2))
self.n0 = n
return n1
if __name__ == "__main__":
# Declaration
i = 0
n = 1
# Instantiation
obj_bench = Bench()
# Main Process
t1 = time.time()
while i < 2147483647
n = obj_bench.calc(n)
i += 1
t2 = time.time()
print("Python\t-> %8.4f secs." %(t2 - t1))
2. 実行Permalink
それぞれ何回か実行した平均的な値。
$ ./BenchC
C -> 4.9577 secs. # <= GCC 4.8.2
$ ./BenchC
C -> 0.7050 secs. # <= GCC 4.9.1
$ ./BenchCpp
C++ -> 5.0470 secs. # <= G++ 4.8.2
$ ./BenchCpp
C++ -> 4.9888 secs. # <= G++ 4.9.1
$ ./BenchM
Obj-C -> 14.9532 secs. # <= GCC 4.8.2
$ ./BenchM
Obj-C -> 14.8954 secs. # <= GCC 4.9.1
$ java BenchJava
Java -> 6.8070 secs. # <= Java 1.8.0_05
$ scala -cp . BenchScala
scala -> 10.0480 secs. # <= Scala 2.11.2
-> % ./bench_ruby.rb
Ruby -> 309.2438 secs. # <= Ruby 1.9.3-p484
$ ./bench_ruby.rb
Ruby -> 255.8539 secs. # <= Ruby 2.1.3-p242
$ ./bench_python.py
Python -> 920.2962 secs. # <= Python 2.7.6
$ ./bench_python.py
Python -> 1070.3830 secs. # <= Python 3.4.0
3. 所感等Permalink
- C < C++ < Java < Scala < Objective-C «< Ruby < Python という結果となった。
- GCC(G++) は 4.8.2 より 4.9.1 の方が高速である。(C に関しては大幅に高速化される)
- Objective-C は C, C++ に比べるとかなり遅い。
- Objective-C は Java, Scala よりも遅い。
- 当然ながら、Ruby, Python のスクリプト言語はかなり遅い。(特に Python はかなり遅い)
- Python はパッケージでインストールした 2.7.6 の方が、ソースをビルドしてインストールした 3.4.0 より若干高速。
- 例えば、Ruby は C++ の約50倍遅いわけだが、言い換えれば C++ で 1ms で終わる処理が Ruby では 50ms かかるということであり、日常生活ではそれほど困ることはないだろう。(大きな処理でなければ)
- 今回はあくまでも単純なメソッド呼び出しだったが、処理よっては速度も異なるだろう。
言語により得手不得手があるので、一概に評価はできない、ということ。
参考サイトPermalink
機会があれば他の言語でもベンチマークテストを行ってみてもよいかも知れない。
以上。
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