php - Simpe Loop 平方整数值在 C 中比在 PHP 中慢

Question

昨天我看了一个很好的(短)视频，内容是关于数字“33”的数学问题。链接:https://www.youtube.com/watch?v=wymmCdLdPvM

简而言之:许多数字可以通过以下方式计算:a³ + b³ + c³

例如:29 = 3³ + 1³ + 1³

(需注意:a、b、c可以为负数!)

因此，尽管我尝试了一个简短的暴力破解问题。没什么复杂的，只是想看看我计算这些值的速度有多快。

我构建了 3 个程序(PHP、Pyhton 和 C，让我们在这里专注于 PHP 和 C)，这就是我所拥有的...

PHP 程序:

#!/usr/bin/php5
<?php

$total = 0;
$aktstamp = time();

for ($a = -100000000000; $a <= 100000000000; $a++) {
    for ($b = -100000000000; $b <= 100000000000; $b++) {
        for ($c = -100000000000; $c <= 100000000000; $c++) {
            $total++;

            if ($a**3+$b**3+$c**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! a**3+$b**3+$c**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }
            if ((-$a)**3+$b**3+$c**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! (-a)**3+$b**3+$c**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }                   
            if ($a**3+(-$b)**3+$c**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! a**3+(-$b)**3+$c**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }                   
            if ($a**3+$b**3+(-$c)**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! a**3+$b**3+(-$c)**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }                   
            if ((-$a)**3+(-$b)**3+$c**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! (-a)**3+(-$b)**3+$c**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }                   
            if ((-$a)**3+$b**3+(-$c)**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! (-a)**3+$b**3+(-$c)**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;
            }                   
            if ($a**3+(-$b)**3+(-$c)**3 == 33) {
                echo "FOUND IT! a**3+(-$b)**3+(-$c)**3 a: " . $a . " b: " . $b + " c: " . $c;  
            }

            if ($total % 10000000 == 0) {
                $timetaken = time() - $aktstamp;
                $calcspersec = 10000000 / $timetaken;

                $date = date("d.m.Y", time());
                $time = date("H:i:s", time());
                echo $date . " " . $time . ": " . $a . "\n";
                echo "(Calcs per sec: " . $calcspersec . ")\n";

                $aktstamp = time();         
            }
        }
    }
}
?>

还有一个 C 程序:

/* 
Compile with: 
gcc ./33.c -o 33 -lm -O1
*/

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <sys/time.h>

long long main(long long argc, char *argv[])
{
    long long total = 0, a = 0, b = 0, c = 0;
    int timetaken, calcspersec;
    int aktstamp = (int)time(NULL);

    for (a = -100000000000; a <= 100000000000; a++) {
        for (b = -100000000000; b <= 100000000000; b++) {
            for (c = -100000000000; c <= 100000000000; c++) {
                total++;

                if (pow(a, 3)+pow(b, 3)+pow(c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(a, 3)+pow(b, 3)+pow(c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }
                if (pow(-a, 3)+pow(b, 3)+pow(c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(-a, 3)+pow(b, 3)+pow(c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }                   
                if (pow(a, 3)+pow(-b, 3)+pow(c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(a, 3)+pow(-b, 3)+pow(c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }                   
                if (pow(a, 3)+pow(b, 3)+pow(-c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(a, 3)+pow(b, 3)+pow(-c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }                   
                if (pow(-a, 3)+pow(-b, 3)+pow(c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(-a, 3)+pow(-b, 3)+pow(c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }                   
                if (pow(-a, 3)+pow(b, 3)+pow(-c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(-a, 3)+pow(b, 3)+pow(-c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }                   
                if (pow(a, 3)+pow(-b, 3)+pow(-c, 3) == 33) {
                    printf("FOUND IT! pow(a, 3)+pow(-b, 3)+pow(-c, 3) a: %lld b: %lld c: %lld\n", a, b, c);
                }

                if (total % 10000000 == 0) {
                    timetaken = (int)time(NULL) - aktstamp;
                    calcspersec = 10000000 / timetaken;

                    printf("%lld\n", a);
                    printf("(Calcs per sec: %u)\n", calcspersec);

                    aktstamp = time(NULL);          
                }
            }
        }
    }
}

这是速度:

PHP: (Calcs per sec: 2000000)
Python: (Calcs per sec: 1186440)
C: (Calcs per sec: 833333)

PHP 比 Python 更快对我来说并不奇怪。但到底为什么 C 比 PHP 慢这么多？

即使是 Python 也比 C 快...

我有一个愚蠢的错误，还是 C-pow() 函数比 PHP 慢得多 ** ？

那么，有人能看出 C 的速度只有 PHP 一半的明显原因吗？

Answer 1

可能是因为使用 pow() 函数，您将 long long 转换为 double，然后调用一个函数，然后将生成的 double 转换回 long long，如果你写的是a*a*a，这些都是不必要的。