VC6.0和BCB6.0中STL的性能比较(1)

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概述

动机:
    很偶然的,由于工作关系,我把一些用VC6.0开发的代码用BCB6.0所带的编译器重新
编译了一下.一个意外的结果就是竟然得到了效率差别极大的目标代码.虽然以前也看到过一些关于两者效率的言论,但是当你亲自目睹这样的结果仍然是具有震撼力的.在我的这项工作中,效率不是我所关心的,但是也并非毫无优化的价值.由于这些代码大量使用了stl,因此也就萌生了对不同编译器的stl性能加以比较的念头.我的目标不仅仅是要得到一个定性的概念,而是希望能够有一个定量的结论.即使这些数据精确度不高,从定性到定量,仍然是一个质的飞跃.
    在BCB6.0当中的STL已经是采用STLPort了,也就是说源自SGI的STL。这被大家认为是最优秀的STL实现,也许有人会因此认为这样的比较有失公允。不过,我只是比较两个完整的产品,并不关心它利用了何人的成果。如果有人乐意把VC的STL也替换成STLPort再比较,那自然也是很有意义的工作。
指导思想:
    为了评价效率问题,通常我会将要测试的内容独立出来,得出若干细节上的效率比较数据,从而,我们可以根据这些测试数据,组合出在实际代码中的可能结果.但是,我并不采取将测试目标完全孤立的办法.我测试的结果不是为做代码优化的程序员提供标准,而是为通常的程序开发提供一个效率方面的参考,提供一个作出某种选择的依据.既然是为通常的编码行为提供参考,我的测试代码也就要体现一般性的使用方法。例如:我不会为了排除跳转语句的干扰而展开代码;不会因为函数调用的开销而避免函数调用;也较少的考虑cache的影响。
除了BCB和VC之间的比较之外,也会做很多同一个编译器内部的比较,例如vector和list之间的比较.
测试数据的筛选:
    和以前见过的很多测试不同的是,我对测试结果没有采用取平均值的办法。我的测
试是在Windows2000下做的,不能不考虑多任务环境带来的干扰,例如线程调度。由于每个测试持续的时间很短,如果测试期间恰好发生上下文切换,那么结果就会产生很大的偏差,对于这种偶发性的干扰因素,必须排除。而且,我认为不会因为某种意外因素会降低测试用例的运行时间。所以我采取的筛选方法是做多次测试,选取最快的一个结果。正确的方法是应该剔除明显不合格的测试数据,求平均值及其方差。从我试验的结果来看,选取最小值的办法和求平均值的办法比起来误差<1%,简便起见,选择最小值作为测试结果。
测试方法的一些解释:
    做性能测试,首先需要一个定时器。在这里要感谢从csdn的waterflier(水行鸟)那里
学到的的方法http://expert.csdn.net/Expert/topic/1637/1637581.xml?temp=.5418665
    采用这个方法,可以精确到一项测试所使用的CPU时钟数,但是大多数情况我没有这么做。我的做法是将一个测试循环若干次(一个较大的次数),得出总的时间。这么做的缺点是引入了循环,可能降低了CPU的效率,也可能影响cache。我对汇编代码优化的知识还停留在8086的水平,前面所谓的缺点也仅仅是猜测。事实上,我没办法测试过于短小的语句,不是因为计时器不够灵敏,而是和并发、cache有关。我在p4 1.8a的机器上做过一个测试,执行i = i + 1;这样的语句,当我逐渐增加语句时,花费的时钟周期是以4个为单位增加的而不是1个,当我每增加5条语句时,花费的时钟周期就增加4。由于所知知识的限制,我选择了不那么精确的方法,但是我认为这对测试目标并没有本质的影响。
测试用例:
    本来只是想就常用的容器、迭代器和部分算法做一个测试,但发现这样做存在一些问题,过于粗糙。所以,之前要做一些铺垫性的测试,主要目的是对new,delete这样的测试。因为这两个操作对我的测试影响非常大,所以把它提出来,那么在其他的测试中可以估计这两个操作的影响,有利于分析测试结果。
    整个测试是按照铺垫性的测试,容器、迭代器测试,算法测试这样的顺序。不过,很多测试并不能这样简单的划分,所以也有部分混合的现象。所有的测试很少涉及到I/O,基本上都是内存中的操作。目前也没并发环境下的测试计划,但是我想这个测试结果对并发环境也有参考价值。
测试环境:
 我的测试机器如下:
 OS:Windows2000 Server,sp3  CPU:Intel P4 1.8A (实际频率约为1.73)
 内存:768M,DDR266  硬盘:wd 800JB
 主板:技嘉 GA-8IRX
VC6.0的编译器版本信息如下:
     Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 12.00.8804 for 80x86
     Copyright (C) Microsoft Corp 1984-1998. All rights reserved.               
BCB6.0的编译器版本信息如下
     Borland C++ 5.6 for Win32 Copyright (c) 1993, 2002 Borland:

测试的代码尚未完成,还在断断续续的写着。如果有人需要的话,可以随意索取。我的Email:[email protected]

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