c# - 使用大整数时的 CPU 和/或 RAM 生产力

Question

昨天我在解决一道考试题时，发现了一些非常有趣的东西(至少对我而言)。该程序用于阶乘(非常大的阶乘)，结果是数字末尾有多少个零(在某些情况下 2500 零..)。所以我尽我所能，但发现当输入像 100 000 这样的数字时，输出结果恰好需要 1;30 - 1;33min。我认为这是因为我的 CPU(它不是很快)。我已将 .exe 发送给我的一些 friend 试用，因为当我们谈论性能时，他们拥有非常好的 PC - 结果完全相同 (1;33min)。

我的问题是为什么解决任务的时间是一样的。 我知道有更好的方法来编写我的核心，所以不会花那么长时间，但作为初学者，理解这一点对我来说非常重要。所以这是我的代码:

static void Main()
        {
            int num = int.Parse(Console.ReadLine()),
                zeroCounter = 0;
            BigInteger fact = 1;
            var startTime = DateTime.Now;

            Console.WriteLine();

            for (int i = 1; i <= num; i++)
            {
                fact *= i;
                Console.Write("\r{0}", DateTime.Now - startTime);
            }
            BigInteger factTarget = fact;
            while (factTarget % 10 == 0)
            {
                factTarget /= 10;
                zeroCounter++;
                Console.Write("\r{0}", DateTime.Now - startTime);
            }
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Result is number with {0} zeros.", zeroCounter);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Finished for: {0}", DateTime.Now - startTime);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("\nPres any key to exit...");
            Console.ReadKey();
        }

我很抱歉，如果这是错误的地方，我在发布之前已尽力找到我要找的东西。

Answer 1

关于您的代码，我立即注意到的是您在计算循环中包含了 Console.WriteLine() 语句。

事实是，即使在理想条件下，计算机处理 I/O 的速度也比计算慢得多。而且我不会说 Windows 控制台窗口是那种特定类型的 I/O 的特别有效的实现。此外，I/O 往往不太依赖于 CPU 和内存在机器之间的差异。

换句话说，在我看来，您很可能主要测量的是 I/O 吞吐量而不是计算吞吐量，因此在机器之间看到一致的结果也就不足为奇了。

值得一提的是，当我在笔记本电脑上运行您的示例时，如果我禁用输出，我可以在大约一分钟内完成计算。如果我按原样使用代码，我会更接近您的 1:30 时间。

编辑:我也推荐 Hans Passant 的回答。内存 I/O 仍然是 I/O，并且正如我上面所描述的，机器之间的差异远小于 CPU 速度。我希望上面的通用描述给出了可能存在差异的想法(无法访问每台有问题的机器，实际上没有任何方法可以确定知道原因是什么) ，但是 Hans 的回答提供了一些关于内存 I/O 问题的非常详细的信息，非常值得一读。