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Rust 初体验(真快!)

最近又看到 Rust 的相关东西了,入门指南也写得挺不错的。这语言我越看越喜欢。

Rust 的目标是系统级编程,就像 C 那样,快速高效。同时它继承了 Haskell 的诸多特性,包括其类型系统(包括类型类和类型推断)、模式匹配。而读写起来,又和 Python 差不多简单明了。简直是把这三种语言的优点全学到了!(当然 Rust 不仅仅受到了这几种语言的影响啦。)

当然,要体验一门编程语言,最好的方式就是使用它。于是我拿它实现了我最开始用来练习 Haskell 用的 swapview 程序。

swapview 的功能是,读取/proc下每一个进程目录下边的cmdlinesmaps文件,得到其命令行和 swap 使用量,然后排序、格式化,并打印出来。

Haskell 第一版实现挺慢的:

swapview  1.27s user 0.26s system 98% cpu 1.555 total

我随手写了个 Python 版,效率翻了一倍还要多!很令人惊讶的呢。作为解释执行、还一直被认为很慢的 Python 竟然在没有任何优化的情况下就超过了编译型的 Haskell:

swapview.py  0.35s user 0.18s system 97% cpu 0.548 total

后来在 IRC 上遇到一位懂行的人,用了不少手段优化,最终得到了 Haskell 第二版:

swapview2  0.42s user 0.15s system 98% cpu 0.583 total

比 Python 版略慢。

才学 Rust 没几天,我对 Rust 比对 Haskell 更不熟。花了不少时间查阅文档、调整代码。不过因为之前的 Haskell 基础,也没遇到太大的困难。结果如下:

swapview  1.84s user 0.15s system 97% cpu 2.038 total

呃呃呃,怎么比 Haskell 版本还要慢上不少啊?

本来是找 profiling 方法的。翻着 rustc 的 man 文档,看到了-O选项,眼前一亮——我忘记告诉编译器要优化了!这是启用优化的结果,比 Python 版又快了一倍:

swapview  0.10s user 0.13s system 96% cpu 0.237 total

真棒呢~

不过很遗憾的是,它的格式化函数的第一个参数必须是字面量,连常量都不行。因为那是个宏,要在编译期解析格式……另外似乎也不支持现在连 JavaScript 都已经支持了的 generator(只支持 iterator,得先写一个 struct 才能用)。

PS: Rust 的文档挺赞的,和 Python 的一样有 JavaScript 实现的搜索功能,比起 Nimrod 和 Zimbu 的好用太多了。

PPS: 谁有兴趣可以贡献个 Go 版、C 版、C++ 版、LuaJIT 版什么的=w=


2014年12月25日更新:目前的结果是(运行时间):Rust < LuaJIT < C++14 (gcc 4.9.2) < Lua 5.1 / 5.2 << Python 3 < Haskell <<< OCaml < SBCL。手动测试的。有空我再写个好点的自动测试程序。

2015年1月6日更新:添加了更多的编程语言,以及更准确的运行时间测试,请见新文章编程语言对决——战场:swapview

Category: 编程 | Tags: Haskell 编程语言 Rust
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欧拉项目第14题,Haskell 和 Erlang 等语言版

看到别人的 Racket 版,心里痒痒,写了个 Haskell 版。只用了尾递归,没用什么高级特性。题目地址。

calc3xp1 :: Int -> Int
calc3xp1 n | even n = n `div` 2
           | otherwise = 3 * n + 1

countlen :: Int -> Int
countlen = countlen_tail 0

countlen_tail :: Int -> Int -> Int
countlen_tail c n | n == 1 = c
                  | otherwise = countlen_tail (c+1) $ calc3xp1 n

findmax :: Int -> Int
findmax = findmax_tail 1 1 1

findmax_tail max maxn n final | n >= final = maxn
                              | otherwise = if new_len > max
                                               then findmax_tail new_len n n' final
                                               else findmax_tail max maxn n' final
                                             where new_len = countlen n
                                                   n' = n + 1

main = print $ findmax 1000000
>>> time ./3xp1
./3xp1  14.92s user 0.02s system 99% cpu 14.955 total

Erlang 版本直接照抄 Haskell 版:

-module(e3xp1).
-export([main/1]).

calc3xp1(N) when N rem 2 == 0 ->
  N div 2;
calc3xp1(N) ->
  3 * N + 1.

countlen(N) -> countlen_tail(0, N).

countlen_tail(C, 1) ->
  C;
countlen_tail(C, N) ->
  countlen_tail(C+1, calc3xp1(N)).

findmax(N) ->
  findmax_tail(1, 1, 1, N).

findmax_tail(_, Maxn, N, Final) when N >= Final ->
  Maxn;
findmax_tail(Max, Maxn, N, Final) ->
  Newlen = countlen(N),
  if Newlen > Max -> findmax_tail(Newlen, N, N+1, Final);
    true -> findmax_tail(Max, Maxn, N+1, Final)
  end.

main(_) ->
  io:format("~B~n", [findmax(1000000)]).

它在六分钟后还没能输出结果……

>>> time escript e3xp1.erl
^C
escript e3xp1.erl  374.55s user 0.94s system 99% cpu 6:15.76 total

Racket 版在同一机器上用时:

>>> time racket 3xp1.racket
racket 3xp1.racket  3.22s user 0.22s system 99% cpu 3.448 total

这是为什么呢?

PS: C 更快,不到半秒就搞定了……

更新:又试了试 Lua 版本的,和 Haskell 版速度相当。但是——LuaJIT 竟然只 2.4s 出结果,因为换了机器,所以实际上它应该比 Racket 版快一倍以上。

再次更新:Erlang 版编译后还是挺快的:

>>> erlc e3xp1.erl
>>> time erl -noshell -s e3xp1 main -s init stop
erl -noshell -s e3xp1 main -s init stop  5.59s user 0.01s system 84% cpu 6.608 total

不过,它什么事都不干启动后立即停止也花了一秒多,比 Java 更厉害:

>>> time erl -noshell -s init stop
erl -noshell -s init stop  0.06s user 0.01s system 6% cpu 1.077 total

2014年12月24日更新:Rust 版也非常快,而且写起来舒服:

fn calc3xpi(n: uint) -> uint {
    if n % 2 == 0 {
        n / 2
    } else {
        3 * n + 1
    }
}

fn countlen(&n: &uint) -> uint {
    let mut c = 0;
    let mut x = n;
    while x != 1 {
        c += 1;
        x = calc3xpi(x);
    }
    c
}

fn findmax(n: uint) -> uint {
    range(1, n).max_by(countlen).unwrap()
}

fn main(){
    let mut stdout = std::io::stdout();
    stdout.write_uint(findmax(1000000));
    stdout.write_char('\n');
}

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