我有一个用 Java 和 C# 编写的 N 皇后问题。您可以找到有关 8 皇后问题的更多信息 here .
Java代码如下:
package nqueens;
import java.util.Arrays;
public class NQueens {
public static void main(String args[]) {
int n = 13;
int[] ploca = new int[n];
postaviKraljicuNaPlocu(0, ploca);
}
private static void postaviKraljicuNaPlocu(int Ki, int[] ploca) {
int n = ploca.length;
if (Ki == n) {
System.out.println(Arrays.toString(ploca));
} else {
for (int kolona = 0; kolona < n; kolona++) {
if (jeLiSigurnoMjesto(kolona, Ki, ploca)) {
ploca[Ki] = kolona;
postaviKraljicuNaPlocu(Ki + 1, ploca);
ploca[Ki] = -1;
}
}
}
}
private static boolean jeLiSigurnoMjesto(int kolona, int Ki, int[] ploca) {
for (int i = 0; i < Ki; i++) {
if (ploca[i] == kolona) {
return false;
}
if (Math.abs(ploca[i] - kolona) == Math.abs(i - Ki)) {
return false;
}
}
return true;
}
}
这是 C# 代码:
using System;
namespace nkraljica
{
public class NKraljica
{
public static void Main(string[] args)
{
int n = 13;
int[] ploca = new int[n];
postaviKraljicuNaPlocu(0, ploca);
}
private static void postaviKraljicuNaPlocu(int Ki, int[] ploca)
{
int n = ploca.Length;
if (Ki == n)
{
Console.WriteLine(string.Join("", ploca));
}
else
{
for (int kolona = 0; kolona < n; kolona++)
{
if (jeLiSigurnoMjesto(kolona, Ki, ploca))
{
ploca[Ki] = kolona;
postaviKraljicuNaPlocu(Ki + 1, ploca);
ploca[Ki] = -1;
}
}
}
}
private static bool jeLiSigurnoMjesto(int kolona, int Ki, int[] ploca)
{
for (int i = 0; i < Ki; i++)
{
if (ploca[i] == kolona)
{
return false;
}
if (Math.Abs(ploca[i] - kolona) == Math.Abs(i - Ki))
{
return false;
}
}
return true;
}
}
}
对于 N=13，Java 代码在 1.7 秒内完成，但 C# 在 17.3 秒内完成。为什么差别这么大？
最佳答案
要真正弄清问题的根源，您需要分析 C# 代码以确定它在哪里花费时间。过去，我使用过 dotTrace profiler成功完成这样的任务； Visual Studio 也有一个 built-in profiler ;可以找到更多建议here .
为了让我们对时差给出更多意见，您需要详细描述您的构建和运行环境。您是在构建调试还是(希望)发布？您使用的是什么版本的 .Net 和 Visual Studio？什么版本的 Java，以及什么构建工具？
话虽这么说，我在 VS 2008/.Net 3.5/Release build 中对你的 c# 代码进行了一些试验，并发现了以下内容:
- 在附加 Visual Studio 的情况下运行:
- 运行代码的总时间约为 10.7 秒，可重复。
- 如果我将您对
Console.WriteLine()的调用替换为将结果保存在StringBuilder中的调用，则时间会减少到 4.9 秒。显然Console.WriteLine非常慢! - 如果我简单地消除对
Console.WriteLine()的调用并用虚拟对象替换它们，则时间几乎没有变化。所以StringBuilder非常快。 - 如果我用内联检查替换对
Math.Abs()的调用，则时间会减少到 4.0 秒。可能 .Net 没有优化或内联对Math.Abs()的调用，而 Java 确实这样做了。
- 从命令行运行，或者在没有附加 Visual Studio 的情况下运行:
- 使用
Console.WriteLine()的总时间:9-10 秒，可重复。 - 使用
StringBuilder记录的总时间:3.0 秒。 - 使用虚拟日志记录的总时间:3.0 秒。
Math.Abs()的内联版本的总时间:1.6 秒。
- 使用
由此，我得出结论:
在附加 Visual Studio 的情况下运行会显着降低运行速度，即使在 Release模式下也是如此。 (另请参阅 here。)确保在计时性能时从命令行运行 Java 和 c# 可执行文件。
Console.WriteLine()很慢 -- 慢到足以控制算法所用的时间。 Java 等价物可能更快，如果是这样的话，这可以解释一些差异。可能 Java 在内联或优化对
Math.Abs()的调用方面做得更好。手动内联调用的改进非常显着。
我的电脑上没有安装 Java，无法自己运行比较。
这是我用来做测试的代码:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Timers;
using System.Diagnostics;
namespace nkraljica
{
public class NKraljicaMain
{
public static void Main(string[] args)
{
int n = 13;
var stopwatch = new Stopwatch();
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
Abs.NKraljica.postaviKraljicuNaPlocu(n, Console.WriteLine);
stopwatch.Stop();
var consoleElapsed = stopwatch.Elapsed;
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
Abs.NKraljica.postaviKraljicuNaPlocu(n, s => sb1.AppendLine(s));
stopwatch.Stop();
var sbElapsed = stopwatch.Elapsed;
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
string lastLine = null;
Abs.NKraljica.postaviKraljicuNaPlocu(n, s => lastLine = s);
stopwatch.Stop();
var nologElapsed = stopwatch.Elapsed;
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
StringBuilder sb2 = new StringBuilder();
Inline.NKraljica.postaviKraljicuNaPlocu(n, s => sb2.AppendLine(s));
stopwatch.Stop();
var inlineElapsed = stopwatch.Elapsed;
Debug.Assert(sb1.ToString() == sb2.ToString());
Console.WriteLine(string.Format("Console logging time = {0}", consoleElapsed));
Console.WriteLine(string.Format("StringBuilder logging time = {0}", sbElapsed));
Console.WriteLine(string.Format("Dummy logging time = {0}", nologElapsed));
Console.WriteLine(string.Format("Inline Abs + StringBuilder logging time = {0}", inlineElapsed));
Console.ReadLine();
}
}
}
namespace nkraljica.Abs
{
public class NKraljica
{
public static void postaviKraljicuNaPlocu(int n, Action<string> reportFunc)
{
int[] ploca = new int[n];
postaviKraljicuNaPlocu(0, ploca, reportFunc);
}
private static void postaviKraljicuNaPlocu(int Ki, int[] ploca, Action<string> reportFunc)
{
int n = ploca.Length;
if (Ki == n)
{
reportFunc(ploca.Aggregate(new StringBuilder(), (sb, i) => sb.Append(i)).ToString());
}
else
{
for (int kolona = 0; kolona < n; kolona++)
{
if (jeLiSigurnoMjesto(kolona, Ki, ploca))
{
ploca[Ki] = kolona;
postaviKraljicuNaPlocu(Ki + 1, ploca, reportFunc);
ploca[Ki] = -1;
}
}
}
}
private static bool jeLiSigurnoMjesto(int kolona, int Ki, int[] ploca)
{
for (int i = 0; i < Ki; i++)
{
if (ploca[i] == kolona)
{
return false;
}
if (Math.Abs(ploca[i] - kolona) == Math.Abs(i - Ki))
{
return false;
}
}
return true;
}
}
}
namespace nkraljica.Inline
{
public class NKraljica
{
public static void postaviKraljicuNaPlocu(int n, Action<string> reportFunc)
{
int[] ploca = new int[n];
postaviKraljicuNaPlocu(0, ploca, reportFunc);
}
private static void postaviKraljicuNaPlocu(int Ki, int[] ploca, Action<string> reportFunc)
{
int n = ploca.Length;
if (Ki == n)
{
reportFunc(ploca.Aggregate(new StringBuilder(), (sb, i) => sb.Append(i)).ToString());
}
else
{
for (int kolona = 0; kolona < n; kolona++)
{
if (jeLiSigurnoMjesto(kolona, Ki, ploca))
{
ploca[Ki] = kolona;
postaviKraljicuNaPlocu(Ki + 1, ploca, reportFunc);
ploca[Ki] = -1;
}
}
}
}
private static bool jeLiSigurnoMjesto(int kolona, int Ki, int[] ploca)
{
for (int i = 0; i < Ki; i++)
{
if (ploca[i] == kolona)
{
return false;
}
int diff1 = ploca[i] - kolona;
int diff2 = i - Ki;
if (diff1 == diff2 || diff1 == checked(-diff2))
{
return false;
}
}
return true;
}
}
}
关于Java vs C# 算法执行，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25793856/