performance - 在 Common Lisp 中，函数和宏之间有性能差异吗？

Question

考虑以下两个定义:

(defun fun-add (a b) (+ a b))
(defmacro macro-add (a b) `(+ ,a ,b))

以我有限的理解，“运行”一个函数会比一个宏更快，因为“运行一个宏”还涉及代码扩展。但是，我使用 SBCL 得到以下结果:

CL-USER> (time (loop for i below 1e7
                     do (fun-add 15 25)))
Evaluation took:
  0.180 seconds of real time
  0.179491 seconds of total run time (0.179491 user, 0.000000 system)
  99.44% CPU
  396,303,718 processor cycles
  0 bytes consed

NIL


CL-USER> (time (loop for i below 1e7
                     do (macro-add 15 25)))
Evaluation took:
  0.034 seconds of real time
  0.033719 seconds of total run time (0.033719 user, 0.000000 system)
  100.00% CPU
  74,441,518 processor cycles
  0 bytes consed

NIL

为什么会这样？

Answer 1

Is there a way to get it to expand multiple times?

事实上，是的。

这是一个例子，首先是使用宏时通常预期的情况，即宏在求值前仅展开一次:

; SLIME 2.23
CL-USER> (defmacro test () (print "EXPANDING"))
TEST
CL-USER> (test)

"EXPANDING" ;; printed
"EXPANDING" ;; return value

CL-USER> (dotimes (i 10) (test))

"EXPANDING" 
NIL

现在，切换到解释模式:

CL-USER> (setf sb-ext:*evaluator-mode* :interpret)
:INTERPRET

CL-USER> (dotimes (i 10) (test))

"EXPANDING"
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 
"EXPANDING" 

解释模式对 w.r.t 很有用。如果您想开发宏并且不想在每次更新代码时都重新编译所有调用者，请使用宏。

然而，性能会受到影响，因此我认为基准测试无关紧要。此外，您最初提出的问题是比较苹果和橘子，因为宏的目的与函数的目的完全不同。