為什么C++ Debug版和Release版的性能差別很大，而C#沒有？

Question

在一些大型的C++項目中，Debug版本幾乎沒用，比如一些游戲引擎UnrealEngine、Ogre3d等，因為Debug版本的程序太卡運行，幾乎無法使用。 但是當我在開發一個C#程序的時候，我驚訝的發現C#應用程序的Debug版和Release版在體驗上的差異並沒有太大，以至於無法區分debug和release。 為什么？

// test C# code
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;

namespace ConsoleApp21
{
    internal class Program
    {
        static void DoSomething()
        {
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            for(int i=0;i<10000000; ++i)
            {
                builder.Append(i.ToString());
            }

            Console.WriteLine($"{builder.ToString().Length}");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
#if DEBUG
            Console.WriteLine("DEBUG:");
#else
            Console.WriteLine("Release:");
#endif

            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

            DoSomething();

            Console.WriteLine(sw.Elapsed.ToString());
        }
    }
}

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發布：68888890 00:00:00.8958183

// test cpp code
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/progress.hpp>

void DoSomething()
{
    std::string str;
    char buf[64];

    for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
    {
        sprintf_s(buf, "%d", i);
        str.append(buf);
    }

    std::cout << str.size() << std::endl;
}

int main()
{
#ifdef _DEBUG
    printf_s("DEBUG:");
#else
    printf_s("RELEASE:");
#endif

    boost::progress_timer timer;
    
    DoSomething();
}

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發布：5888890 0.06 秒

Answer 1

一個原因是c++可以優化更多。 由於所有工作都是提前完成的，因此它可以花費盡可能多的時間來找出轉換代碼的最佳方式。 .Net 由即時編譯器（jitter）編譯，因此需要快速編譯代碼，因此沒有時間進行任何昂貴的優化。 較新的.Net 版本支持分層編譯，因此可以對常用代碼進行更多優化。

由於 c# 和 .Net 比 c++ 以性能為中心的心態更注重確保正確性和開發人員的生產力，因此可以應用的優化也可能存在限制。

請注意，將調試器附加到 .Net 代碼將禁用某些類型的優化，因此在進行任何比較時需要小心。 您還需要小心 c++ 代碼，因為如果存在一些未定義的行為，一些更高級別的優化可能會導致編譯器僅刪除整個代碼部分。 還要檢查 c++ 代碼是否使用高精度計時器，而不是計算機時鍾。 如果名為“進步”的東西使用后者，我不會感到驚訝。