julia - 取决于全局定义位置，执行时间要长几个数量级？

Question

我写完了下面的程序，在调试阶段之后开始做一些清理工作:

using BenchmarkTools

function main()
    global solution = 0
    global a = big"1"
    global b = big"1"
    global c = big"0"
    global total = 0

    while a < 100
        while b < 100
            c = a^b
            s = string(c)
            total = 0
            for i in 1:length(s)
                total = total + Int(s[i]) - 48 
            end
            if total > solution
                global solution = total
            end
            global b = b + 1
        end
        global b = 1
        global a = a + 1
    end
end

@elapsed begin
main()
end

#run @elapsed twice to ignore compilation overhead
t = @elapsed main()
print("Solution: ", solution)
t = t * 1000;
print("\n\nProgram completed in ", round.(t; sigdigits=5), " milliseconds.")

我的机器的运行时间约为 150 毫秒。

我决定重新排列全局变量以更好地匹配程序的典型布局，其中全局变量定义在顶部:

using BenchmarkTools

global solution = 0
global a = big"1"
global b = big"1"
global c = big"0"
global total = 0

function main()

    while a < 100
        while b < 100
            c = a^b
            s = string(c)
            total = 0
            for i in 1:length(s)
                total = total + Int(s[i]) - 48 
            end
            if total > solution
                global solution = total
            end
            global b = b + 1
        end
        global b = 1
        global a = a + 1
    end
end

@elapsed begin
main()
end

#run @elapsed twice to ignore compilation overhead
t = @elapsed main()
print("Solution: ", solution)
t = t * 1000;
print("\n\nProgram completed in ", round.(t; sigdigits=5), " milliseconds.")

对定义全局变量的位置进行一次更改将我机器上的运行时间减少到 0.0042 毫秒。

为什么运行时间如此显着减少？

Answer 1

不要使用全局变量。

不要。利用。全局人。他们很糟糕。

当您在 main 函数之外定义全局变量时，第二次运行函数时，a 已经等于 100，并且 main() 在做任何事情之前退出。

全局变量是个坏主意，不仅在 Julia 中，在一般编程中也是如此。您可以在定义适当的常量时使用它们，例如 π，也许还有其他一些特殊情况，但不能用于这样的事情。

让我在没有全局变量的情况下重写你的函数:

function main_locals()
    solution = 0
    a = 1
    while a < 100
        b = 1
        c = big(1)
        while b < 100
            c *= a
            s = string(c)
            total = sum(Int, s) - 48 * length(s)
            solution = max(solution, total)
            b += 1
        end
        a += 1
    end
    return solution
end

在我的笔记本电脑上，这比在函数内部定义全局变量的版本快 20 倍，即实际工作的版本。另一个不能正常工作，因此比较不相关。

编辑:我什至把它复杂化了。您唯一需要做的就是从您的第一个函数中删除所有 global 并返回解决方案，然后它将正常工作，并且几乎与我编写的代码一样快:

function main_with_globals_removed()
    solution = 0
    a = big"1"
    b = big"1"
    c = big"0"
    total = 0

    while a < 100
        while b < 100
            c = a^b
            s = string(c)
            total = 0
            for i in 1:length(s)
                total = total + Int(s[i]) - 48 
            end
            if total > solution
                solution = total
            end
            b = b + 1
        end
        b = 1
        a = a + 1
    end
    return solution # remember return!
end

不要使用全局变量。