Я пытаюсь преобразовать код с Python на C ++, чтобы немного ускориться и отточить мои ржавые навыки C ++. Вчера я был шокирован, когда наивная реализация чтения строк из stdin была намного быстрее в Python, чем в C ++ (см. Это ). Сегодня я наконец понял, как разбить строку в C ++ с помощью разделителей слияния (семантика аналогична функции split () в Python), и теперь я испытываю дежавю! Мой код на C ++ выполняет работу намного дольше (хотя и не на порядок больше, как было на вчерашнем уроке).
Код Python:
#!/usr/bin/env python
from __future__ import print_function
import time
import sys
count = 0
start_time = time.time()
dummy = None
for line in sys.stdin:
dummy = line.split()
count += 1
delta_sec = int(time.time() - start_time)
print("Python: Saw {0} lines in {1} seconds. ".format(count, delta_sec), end='')
if delta_sec > 0:
lps = int(count/delta_sec)
print(" Crunch Speed: {0}".format(lps))
else:
print('')
Код C ++:
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <time.h>
#include <vector>
using namespace std;
void split1(vector<string> &tokens, const string &str,
const string &delimiters = " ") {
// Skip delimiters at beginning
string::size_type lastPos = str.find_first_not_of(delimiters, 0);
// Find first non-delimiter
string::size_type pos = str.find_first_of(delimiters, lastPos);
while (string::npos != pos || string::npos != lastPos) {
// Found a token, add it to the vector
tokens.push_back(str.substr(lastPos, pos - lastPos));
// Skip delimiters
lastPos = str.find_first_not_of(delimiters, pos);
// Find next non-delimiter
pos = str.find_first_of(delimiters, lastPos);
}
}
void split2(vector<string> &tokens, const string &str, char delim=' ') {
stringstream ss(str); //convert string to stream
string item;
while(getline(ss, item, delim)) {
tokens.push_back(item); //add token to vector
}
}
int main() {
string input_line;
vector<string> spline;
long count = 0;
int sec, lps;
time_t start = time(NULL);
cin.sync_with_stdio(false); //disable synchronous IO
while(cin) {
getline(cin, input_line);
spline.clear(); //empty the vector for the next line to parse
//I'm trying one of the two implementations, per compilation, obviously:
// split1(spline, input_line);
split2(spline, input_line);
count++;
};
count--; //subtract for final over-read
sec = (int) time(NULL) - start;
cerr << "C++ : Saw " << count << " lines in " << sec << " seconds." ;
if (sec > 0) {
lps = count / sec;
cerr << " Crunch speed: " << lps << endl;
} else
cerr << endl;
return 0;
//compiled with: g++ -Wall -O3 -o split1 split_1.cpp
Обратите внимание, что я пробовал две разные реализации разделения. Один (split1) использует строковые методы для поиска токенов и может объединять несколько токенов, а также обрабатывать множество токенов ( отсюда ). Второй (split2) использует getline для чтения строки как потока, не объединяет разделители и поддерживает только один символ разделителя (который был отправлен несколькими пользователями StackOverflow в ответах на вопросы о разделении строк).
Я запускал это несколько раз в разном порядке. Моя тестовая машина - Macbook Pro (2011 г., 8 ГБ, четырехъядерный), но это не имеет большого значения. Я тестирую текстовый файл размером 20 мегабайт с тремя разделенными пробелами столбцами, каждый из которых выглядит примерно так: «foo.bar 127.0.0.1 home.foo.bar»
Полученные результаты:
$ /usr/bin/time cat test_lines_double | ./split.py
15.61 real 0.01 user 0.38 sys
Python: Saw 20000000 lines in 15 seconds. Crunch Speed: 1333333
$ /usr/bin/time cat test_lines_double | ./split1
23.50 real 0.01 user 0.46 sys
C++ : Saw 20000000 lines in 23 seconds. Crunch speed: 869565
$ /usr/bin/time cat test_lines_double | ./split2
44.69 real 0.02 user 0.62 sys
C++ : Saw 20000000 lines in 45 seconds. Crunch speed: 444444
Что я делаю не так? Есть ли лучший способ сделать разделение строк в C ++, который не полагается на внешние библиотеки (т.е. без повышения), поддерживает слияние последовательностей разделителей (например, разбиение на Python), является потокобезопасным (поэтому без strtok) и производительность которого не ниже наравне с питоном?
Изменить 1 / частичное решение ?:
Я попытался сделать его более справедливым сравнением, заставив python сбрасывать фиктивный список и добавлять к нему каждый раз, как это делает C ++. Это все еще не совсем то, что делает код C ++, но немного ближе. По сути, цикл теперь такой:
for line in sys.stdin:
dummy = []
dummy += line.split()
count += 1
Производительность python теперь примерно такая же, как у реализации split1 C ++.
/usr/bin/time cat test_lines_double | ./split5.py
22.61 real 0.01 user 0.40 sys
Python: Saw 20000000 lines in 22 seconds. Crunch Speed: 909090
Я все еще удивлен, что, даже если Python настолько оптимизирован для обработки строк (как предложил Мэтт Джойнер), эти реализации C ++ не будут быстрее. Если у кого-то есть идеи, как сделать это более оптимальным образом с помощью C ++, поделитесь своим кодом. (Я думаю, что моим следующим шагом будет попытка реализовать это на чистом C, хотя я не собираюсь жертвовать производительностью программистов, чтобы заново реализовать мой общий проект на C, так что это будет просто эксперимент по скорости разделения строк.)
Спасибо всем за помощь.
Окончательное редактирование / решение:
См. Принятый ответ Альфа. Поскольку python работает со строками строго по ссылке, а строки STL часто копируются, производительность лучше при использовании ванильных реализаций python. Для сравнения я скомпилировал и прогнал свои данные через код Альфа, и вот производительность на той же машине, что и все другие прогоны, по сути идентична наивной реализации python (хотя и быстрее, чем реализация python, которая сбрасывает / добавляет список, поскольку показано в приведенном выше редактировании):
$ /usr/bin/time cat test_lines_double | ./split6
15.09 real 0.01 user 0.45 sys
C++ : Saw 20000000 lines in 15 seconds. Crunch speed: 1333333
Моя единственная небольшая оставшаяся проблема касается количества кода, необходимого для того, чтобы C ++ работал в этом случае.
Один из уроков, которые можно извлечь из этой проблемы и вчерашней проблемы чтения строки stdin (ссылка выше), заключается в том, что всегда следует проводить тесты, а не делать наивные предположения об относительной производительности языков по умолчанию. Я ценю образование.
Еще раз спасибо всем за ваши предложения!