C性能和编译选项

我有两个类似的实现(java和c ++)用于像选择排序这样的简单算法.

public interface SortingAlgorithm {

    public void sort(int[] a);
}

public class SelectionSort implements SortingAlgorithm {

    @Override
    public void sort(int[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            int lowerElementIndex = i;
            for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
                if (a[j] < a[lowerElementIndex]) {
                    lowerElementIndex = j;
                }
            }
            swap(a, lowerElementIndex, i);
        }
    }

    private void swap(int[] a, int i, int j) {
        if (i == j) {
            return;
        }
        int temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
}

和c一:

inline void swap(int* a, int i, int j);

void s_sort(int* a, int size) {
  int i;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    int lowerElementIndex = i, j;
    for (j = i + 1; j < size; j++) {
      if (a[j] < a[lowerElementIndex]) {
    lowerElementIndex = j;
      }
    }
    swap(a, lowerElementIndex, i);
  }
}

inline void swap(int* a, int i, int j) {
  if (i == j) {
    return;
  }
  int temp = a[i];
  a[i] = a[j];
  a[j] = temp;
}

现在,我尝试在大型阵列上测试它们(100000随机int).结果首先是java:~17秒(用oracle jdk/jvm编译和执行)c:~22秒(用gcc v4.8编译,没有任何优化)

当然,我然后尝试通过cflags优化我的c版本.结果是(我只报告cflags): - O1:~18.4

-O2:~18.4

-O {3-9}:~20.9

现在,我的第一个问题是我应该使用哪些cflacs进行编译？

所以我阅读了关于优化的gnu手册.添加-march = native没有帮助.经过一段时间尝试其他选项后,我进入了-fprofile-arcs选项.将它添加到我的标志使我的代码在大约11秒内完成测试!但是有些文件出现在我的文件夹中:分析的结果.据我所知,我应该将它们与-fbranch-probability一起使用并重新编译代码.在~18.5秒内再次重新编译结果.这就是我真正想问的问题.

如果我的程序必须编写文件并收集分析信息,那么我的程序如何运行得如此之快呢？如果它不运行,它的运行速度会慢1.5倍？

我忘了提到我在安装了Intel Celeron @ 2.8GHz处理器和linux(带有xfce的fedora 20)的旧PC上.如果您需要有关硬件的其他信息,请询问!;)

编辑:我用于测试的代码是:

Java的:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[100000];
        int[] a2 = new int[100000];
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            a[i] = (int)(Math.random()*100000);
            a2[i] = a[i];
        }
        SelectionSort s = new SelectionSort();
        InsertionSort s1 = new InsertionSort();
        double start = System.nanoTime();
        s.sort(a);
        double end = System.nanoTime();
        double time = (end-start)/1000000000.0; 
        System.out.println("Selection: "+time);
        start = System.nanoTime();
        s1.sort(a2);
        end = System.nanoTime();
        time = (end-start)/1000000000.0;
        System.out.println("Insertion: "+time);
    }
}

而c:

#include "insertion_sort.h"
#include "selection_sort.h"
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
  int max = 100000, i;
  srand(time(NULL));

  int array[100000], array2[100000];
  for(i=0; i<100000; i+=1) {
    array[i] = rand()%100000;
  }

  memcpy(array2, &array[0], 100000 * sizeof(int));

  clock_t inizio = clock();
  s_sort(array, max);
  clock_t fine = clock();
  float tempoEsecuzione = (float)(fine - inizio) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Selection: %2.3f\n", tempoEsecuzione);

  inizio = clock();
  i_sort(array2, max);
  fine = clock();
  tempoEsecuzione = (float)(fine - inizio) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Insertion: %2.3f\n", tempoEsecuzione);
  return 0;
}

代码包含对插入排序函数的引用,我没有将其包含在问题的其余部分中,因为(正如预期的那样)java运行速度慢于c.