比較算法的執行時間：為什么執行順序很重要？

Question

每當我嘗試比較兩個競爭算法的執行時間（使用C ++）時，我就像以前在這個問題中建議的那樣使用std::chrono ： 測量C ++中函數的執行時間

但是，我始終注意到所比較的算法的執行順序會顯着影響執行時間。 它甚至經常改變哪種競爭算法被認為是最快的。 例如，假設我有兩個算法algo1和algo2 。

我的意思是下面的代碼：

std::chrono::high_resolution_clock::time_point start0, start1;
std::chrono::high_resolution_clock::time_point end0, end1;

start1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
algo1();
end1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

start2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
algo2();
end2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

auto time_elapsed1 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end1 - start1).count();
auto time_elapsed2 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end2 - start2).count();

從以下代碼中得到不同的結果：

std::chrono::high_resolution_clock::time_point start0, start1;
std::chrono::high_resolution_clock::time_point end0, end1;

start2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
algo2();
end2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

start1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
algo1();
end1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

auto time_elapsed1 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end1 - start1).count();
auto time_elapsed2 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end2 - start2).count();

對於我可能想要比較的幾乎所有算法1和2而言。

所以，我的問題是雙重的：1）為什么會這樣，即為什么訂單很重要？ 2）是否有更好的方法來比較兩種算法的執行時間，即如何進行更好和更准確的比較？

PS：當然，我總是測試所有編譯器的優化。

Answer 1

這很可能是由於緩存造成的。

您可以通過多次運行SAME算法輕松驗證緩存的效果。 您可能會注意到，第一次執行所花費的時間比后續執行時間長得多。

當我不得不為我的博士論文比較兩種算法時，我最終連續10次執行每個算法，丟棄第一個結果，然后平均剩余的9個結果，這9個結果非常一致。

可以說是丟棄的第一個結果是否重要，但對我來說卻不是，因為我更感興趣的是比較兩種算法的相對性能（因此尋找每種算法的一致運行時間）而不是而不是測量緩存的影響或每種算法在不同情況下的絕對性能。