Циклы не эквивалентны, и вы в первую очередь перебираете пакет bigint, и это не имеет никакого отношения к for против while как таковому.
В цикле while используется обозначение «$s *= $i», а в цикле for — «$s = $s * $i». Достаточно просто показать, что они не идентичны. Также считается одна петля; другой отсчитывает. Это влияет на то, насколько велики числа, которые нужно умножить. Это эффект второго порядка, но не совсем незначительный.
[Обновление: исправлено, чтобы показать только одну версию кода с точностью до секунды. Есть основания думать, что печать следует исключить из расчетов времени; это делает вещи более грязными, поэтому я не беспокоился. Я исправил ошибку в предыдущей версии: петля 4 была такой же, как петля 3 - теперь это не так. Я также начал форматирование вывода (хотя обработка доли секунды могла бы быть улучшена — упражнение для читателя), а также улучшена «отчетность о проделанной работе».]
Результаты синхронизации на Mac Mini (Snow Leopard 10.6.2):
Count up $s *= $i: 00:00:12.663337
Count up $s = $s * $i: 00:00:20.686111
Count down $s *= $i: 00:00:14.201797
Count down $s = $s * $i: 00:00:23.269874
Сценарий:
use Time::HiRes qw(gettimeofday);
use strict;
use warnings;
use bigint;
use constant factorial_of => 13000;
sub delta_t
{
my($tag, $t1, $t2) = @_;
my($d) = int($t2 - $t1);
my($f) = ($t2 - $t1) - $d;
my($s) = sprintf("%.6f", $f);
$s =~ s/^0//;
printf "%-25s %02d:%02d:%02d%s\n",
$tag, int($d/3600), int(($d % 3600) / 60), int($d % 60), $s;
}
my $t1 = gettimeofday;
{
my $n = factorial_of;
my $s = 1;
for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
{
$s *= $i;
}
print "$s\n: Loop 1\n";
}
my $t2 = gettimeofday;
delta_t('Count up $s *= $i:', $t1, $t2);
{
my $n = factorial_of;
my $s = 1;
for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
{
$s = $s * $i;
}
print "$s\n: Loop 2\n";
}
my $t3 = gettimeofday;
delta_t('Count up $s *= $i:', $t1, $t2);
delta_t('Count up $s = $s * $i:', $t2, $t3);
{
my $n = factorial_of;
my $s = 1;
for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
{
$s *= $i;
}
print "$s\n: Loop 3\n";
}
my $t4 = gettimeofday;
delta_t('Count up $s *= $i:', $t1, $t2);
delta_t('Count up $s = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:', $t3, $t4);
{
my $n = factorial_of;
my $s = 1;
for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
{
$s = $s * $i;
}
print "$s\n: Loop 4\n";
}
my $t5 = gettimeofday;
delta_t('Count up $s *= $i:', $t1, $t2);
delta_t('Count up $s = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:', $t3, $t4);
delta_t('Count down $s = $s * $i:', $t4, $t5);
А вот гораздо более компактная версия приведенного выше кода, расширенная для проверки циклов «пока», а также циклов «для». Он также имеет дело с большинством вопросов синхронизации. Единственное, что не идеально (для меня), это то, что он использует пару глобальных переменных, и я немного сократил код в ссылках на код, чтобы он умещался в одну строку, не вызывая полосу прокрутки (во всяком случае, на моем дисплее). ). Ясно, что, немного поработав, тестирование можно было бы упаковать в массив, чтобы тестирование выполнялось итеративно — цикл по массиву, запускающий функцию таймера для информации в массиве. И т.д... это SMOP - простое программирование. (Он печатает хэш MD5 факториала, а не сам факториал, потому что легче сравнивать результаты и т. д. Он указал на пару ошибок, когда я рефакторил код выше. Да, MD5 небезопасен - но я использую его не для безопасности, просто для обнаружения непреднамеренных изменений.)
use Time::HiRes qw(gettimeofday);
use Digest::MD5 qw(md5_hex);
use strict;
use warnings;
use bigint;
use constant factorial_of => 13000;
my ($s, $i);
my $l1 = sub {my($n) = @_; for ($i = 2; $i <= $n; $i++) { $s *= $i; }};
my $l2 = sub {my($n) = @_; for ($i = 2; $i <= $n; $i++) { $s = $s * $i; }};
my $l3 = sub {my($n) = @_; for ($i = $n; $i > 1; $i--) { $s *= $i; }};
my $l4 = sub {my($n) = @_; for ($i = $n; $i > 1; $i--) { $s = $s * $i; }};
my $l5 = sub {my($n) = @_; $i = 2; while ($i <= $n) { $s *= $i; $i++; }};
my $l6 = sub {my($n) = @_; $i = 2; while ($i <= $n) { $s = $s * $i; $i++; }};
my $l7 = sub {my($n) = @_; $i = $n; while ($i > 1) { $s *= $i; $i--; }};
my $l8 = sub {my($n) = @_; $i = $n; while ($i > 1) { $s = $s * $i; $i--; }};
sub timer
{
my($n, $code, $tag) = @_;
my $t1 = gettimeofday;
$s = 1;
&$code(factorial_of);
my $t2 = gettimeofday;
my $md5 = md5_hex($s);
printf "Loop %d: %-33s %09.6f (%s)\n", $n, $tag, $t2 - $t1, $md5;
}
my $count = 1;
timer($count++, $l1, 'for - Count up $s *= $i:');
timer($count++, $l2, 'for - Count up $s = $s * $i:');
timer($count++, $l3, 'for - Count down $s *= $i:');
timer($count++, $l4, 'for - Count down $s = $s * $i:');
timer($count++, $l5, 'while - Count up $s *= $i:');
timer($count++, $l6, 'while - Count up $s = $s * $i:');
timer($count++, $l7, 'while - Count down $s *= $i:');
timer($count++, $l8, 'while - Count down $s = $s * $i:');
Пример вывода (контрольная сумма MD5 сжата, чтобы избежать разрыва строки — полное значение равно 584b3ab832577fd1390970043efc0ec8):
Loop 1: for - Count up $s *= $i: 12.853630 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 2: for - Count up $s = $s * $i: 20.854735 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 3: for - Count down $s *= $i: 14.798155 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 4: for - Count down $s = $s * $i: 23.699913 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 5: while - Count up $s *= $i: 12.972428 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 6: while - Count up $s = $s * $i: 21.192956 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 7: while - Count down $s *= $i: 14.555620 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 8: while - Count down $s = $s * $i: 23.790795 (584b3ab8...3efc0ec8)
Я постоянно вижу небольшой (‹1%) штраф за цикл while по сравнению с соответствующим циклом for, но у меня нет хорошего объяснения этому.
person
Jonathan Leffler
schedule
20.03.2010
