F＃与C＃性能签名与示例代码

Question

关于这个话题已经有很多讨论，但我都是关于鞭打死马，特别是当我发现他们可能还在呼吸时。

我正在研究解析CSV的异常和异国情调的文件格式，为了好玩，我决定用我知道的2 .net语言C＃和F＃来表征性能。

结果......令人不安。 F＃大幅提升了2倍或更多（实际上我认为它更像是.5n，但是由于我正在测试硬件IO，因此获得真正的基准测试很难）。

像读取CSV这样常见的性能特征让我感到惊讶（请注意，系数意味着C＃在非常小的文件上获胜。我正在进行的测试越多，感觉C＃的表现越差，这既令人惊讶也有关系，因为它可能意味着我做错了）。

一些笔记：Core 2 duo笔记本电脑，主轴磁盘80演出，3演出ddr 800内存，Windows 7 64位溢价，.Net 4，没有打开电源选项。

第一次运行后30,000行5宽1短语10个字符或更少给我3个支持尾调用递归（它似乎缓存文件）

对于尾部调用递归，300,000（重复相同的数据）是2的因子，F＃的可变实现略微胜出，但性能签名表明我正在击中磁盘而不是ram-disking整个文件，这会导致半随机性能尖峰。

F＃代码

//Module used to import data from an arbitrary CSV source
module CSVImport
open System.IO

//imports the data froma path into a list of strings and an associated value
let ImportData (path:string) : List<string []> = 

    //recursively rips through the file grabbing a line and adding it to the 
    let rec readline (reader:StreamReader) (lines:List<string []>) : List<string []> =
        let line = reader.ReadLine()
        match line with
        | null -> lines
        | _ -> readline reader  (line.Split(',')::lines)

    //grab a file and open it, then return the parsed data
    use chaosfile = new StreamReader(path)
    readline chaosfile []

//a recreation of the above function using a while loop
let ImportDataWhile (path:string) : list<string []> =
    use chaosfile = new StreamReader(path)
    //values ina loop construct must be mutable
    let mutable retval = []
    //loop
    while chaosfile.EndOfStream <> true do
        retval <- chaosfile.ReadLine().Split(',')::retval 
    //return retval by just declaring it
    retval

let CSVlines (path:string) : string seq= 
    seq { use streamreader = new StreamReader(path)
          while not streamreader.EndOfStream do
            yield streamreader.ReadLine() }

let ImportDataSeq (path:string) : string [] list =
    let mutable retval = []
    let sequencer = CSVlines path
    for line in sequencer do
        retval <- line.Split()::retval
    retval

C＃代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.IO;
using System.Text;

namespace CSVparse
{
    public class CSVprocess
    {
        public static List<string[]> ImportDataC(string path)
        {
            List<string[]> retval = new List<string[]>();
            using(StreamReader readfile = new StreamReader(path))
            {
                string line = readfile.ReadLine();
                while (line != null)
                {
                    retval.Add(line.Split());
                    line = readfile.ReadLine();
                }
            } 

           return retval;
        }

        public static List<string[]> ImportDataReadLines(string path)
        {
            List<string[]> retval = new List<string[]>();
            IEnumerable<string> toparse = File.ReadLines(path);

            foreach (string split in toparse)
            {
                retval.Add(split.Split());
            }
            return retval;
        }
    }

}

请注意那里的各种实现。 使用迭代器，使用序列，使用尾调用优化，while循环使用2种语言...

一个主要问题是我正在访问磁盘，因此可以解释一些特性，我打算重写此代码以从内存流中读取（假设我没有开始交换，这应该更加一致）

但是我所教授/阅读的所有内容都表明，while循环/ for循环比尾部调用优化/递归更快，而我运行的每个实际基准都说死了。

所以我想我的问题是，我应该质疑传统智慧吗？

尾调用递归真的比.net生态系统中的循环更好吗？

这对Mono有什么影响？

Answer 1

我认为差异可能来自F＃和C＃中的不同List 。 F＃使用单链表（请参阅http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd233224.aspx ），而在C＃ System.Collections.Generic.List使用，它基于数组。

对于单链接列表，连接速度要快得多，尤其是在解析大文件时（需要不时地分配/复​​制整个数组列表）。

尝试在C＃代码中使用LinkedList ，我对结果很好奇:) ...

PS：此外，这将是何时使用分析器的一个很好的例子。 您可以轻松找到C＃代码的“热点”......

编辑

所以，我为自己尝试了这个：我使用了两个相同的文件来防止缓存效果。 这些文件是3.000.000行，10次'abcdef'，用逗号分隔。

主程序如下所示：

static void Main(string[] args) {
   var dt = DateTime.Now;
   CSVprocess.ImportDataC("test.csv"); // C# implementation
   System.Console.WriteLine("Time {0}", DateTime.Now - dt);
   dt = DateTime.Now;
   CSVImport.ImportData("test1.csv"); // F# implementation
   System.Console.WriteLine("Time {0}", DateTime.Now - dt);
}

（我也尝试过首先执行F＃实现然后执行C＃...）

结果是：

• C＃：3.7秒
• F＃：7.6秒

在F＃解决方案之后运行C＃解决方案为F＃版本提供相同的性能，但对C＃提供4.7秒（我假设由于F＃解决方案分配了大量内存）。 单独运行每个解决方案不会改变上述结果。

使用具有6.000.000行的文件为C＃解决方案提供约7秒的时间，F＃解决方案产生OutOfMemoryException（我在12GB Ram的机器上运行它...）

所以对我而言，传统的“智慧”似乎是正确的，而使用简单循环的C＃对于这类任务来说更快......

Answer 2

你真的， 真的 ， 真的 ， 真的不应该在这些结果中读取任何东西 - 要么将整个系统作为系统测试的一种形式进行基准测试，要么从基准测试中删除磁盘I / O. 这只会让事情变得混乱。 采用TextReader参数而不是物理路径可能是更好的做法，以避免将实现链接到物理文件。

此外，作为微基准测试，您的测试还有一些其他缺陷：

• 您定义了许多在基准测试期间未调用的函数。 您在测试ImportDataC或ImportDataReadLines吗？ 选择是为了清晰 - 在实际应用中，不要重复实现，而是要考虑相似性并根据另一个来定义一个。
• 你在F＃中调用.Split(',')在C＃中.Split() - 你打算在逗号或空格上分割吗？
• 您正在重新发明轮子 - 至少将您的实现与使用高阶函数（又称LINQ）的更短版本进行比较。

Answer 3

我注意到，看起来你的F＃正在使用F＃列表，而C＃正在使用.Net List。 可能会尝试更改F＃以使用其他列表类型来获取更多数据。