C-for-loop在C for-loop上的较大范围的降级性能

Question

当我从C＃调用ummanaged dll时，我已经对C＃和C中for循环的性能进行了一些测试......

结果让我感到惊讶的是，当循环越过更大的范围时，C＃的性能与C相比有所降低。对于较小的范围，C＃表现出优于C的性能......但是，作为for-loop的上限范围增加，C＃性能与C相比降低....

这是我的测试代码....

    [DllImport("Testing.dll", CallingConvention =  CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int SumLoop(int lowLimit, int highLimit);

    public static void Main(string[] args)
    {
        const int LowerRange = 1;
        const int HigherRange = 1000000;

        // Test with C# For Loop
        var watch1 = new Stopwatch();
        watch1.Start();
        int sum = 0;
        for (int i = LowerRange; i <= HigherRange; i++)
        {
            sum += i;
        }
        watch1.Stop();

        long elapseTime1 = watch1.ElapsedMilliseconds;

        // Test with C-for loop
        var watch2 = new Stopwatch();
        watch2.Start();
        int sumFromC = SumLoop(LowerRange , HigherRange);
        long elapseTime2 = watch2.ElapsedMilliseconds;
   }

Testing.dll：

__declspec(dllexport) int SumLoop(int lowLimit, int highLimit)
{
    int idx;
    int totalSum = 0;
    for(idx = lowLimit;idx<= highLimit; idx= idx +1)
    {
        totalSum += idx;
    }
    return totalSum;
}

测试结果：

测试1：

HigherRange：1000000

C＃循环：4毫秒

C环：9毫秒

测试2：

HigherRange：10000000

C＃循环：53毫秒

C环：36毫秒

测试3：

HigherRange：100000000

C＃循环：418毫秒

C环：343毫秒

在这里，我开始进行上述测试，目的是C for-loop性能将优于C＃循环，但它与我的理解完全相反，并且同意这个问题并同意......但是当我增加for循环的上限时，与C＃相比，C性能表现良好......

现在，我认为测试的评估是错误的还是预期的性能结果？

Answer 1

这里发生的是你忽略了使用P / Invoke来调用C函数的固定开销。

C函数会比C＃版本快但由于开销比较大调用它，C函数会似乎是小数组慢，因为调用的开销是总时间的比例相对较大。

但是，当您增加集合的大小时，开销将占总时间的一小部分，直到C版本的额外速度自我断言并且您开始看到它运行得更快。

如果你看一下C＃函数的时间，你可以看到它确实或多或少地与N线性增长，这是你期望的。 将N增加100倍后，将T = 4与T = 418进行比较。正是您所期望的。 但由于上述原因，C时间似乎没有线性增加。

顺便提一下，如果你至少采用两个时间，你可以使用联立方程来解决：

T = K + XN

其中K是固定开销，X是每个元素的开销。

我根据您的时间计算出，调用非托管代码的固定开销大约是5.6毫秒，每个元素的开销是3.373737 x 10 ^ -6毫秒。

这个开销似乎有点大，但我猜测量数据存在一些不准确之处。