Golang vs. C：速度差の評価

Golangは通常Cよりも遅くなりますが、Golangはプログラミングと開発効率の同時により多くの利点があります。1）Golangのゴミ収集と並行性モデルにより、同時性の高いシナリオではうまく機能します。 2）Cは、手動のメモリ管理とハードウェアの最適化により、より高いパフォーマンスを取得しますが、開発の複雑さが高くなります。

導入

プログラミングの世界では、速度は言語の品質の重要な指標です。今日は、GolangとCの速度の違いについて議論します。どちらも高いパフォーマンスの注目を集めているため、両方の言語が選択されましたが、作業原則と設計哲学は非常に異なっていました。この記事を通して、さまざまなシナリオでこれら2つの言語のパフォーマンスと、それぞれの利点と短所について学びます。あなたが新しいプログラマーであろうと経験豊富な開発者であろうと、この記事は貴重な洞察と実践的な経験を提供します。

基本的な知識のレビュー

Golang、またはより一般的に話されているGO言語はGoogleによって開発されており、効率的な同時プログラミングサポートと簡潔な構文を提供することを目指しています。設計目標の1つは、パフォーマンスを犠牲にすることなくプログラミングを容易にすることです。 GOコンパイルされたバイナリファイルは、ターゲットプラットフォームで直接実行できるため、クロスプラットフォーム開発でうまく機能します。

Cは、1983年にBjarne Stroustrupによって開発された古い言語です。C言語に基づいており、オブジェクト指向プログラミングの特徴を追加します。 Cは高性能で知られており、システムプログラミング、ゲーム開発、高性能コンピューティングで広く使用されています。 Cはハードウェアに近い制御機能を提供するため、開発者はコードを微調整して実行効率を高めることができます。

コアコンセプトまたは関数分析

ゴランとcのパフォーマンスメカニズム

Golangのパフォーマンスの利点は、主にそのごみ収集メカニズムと並行性モデルに反映されています。 GO Language Garbage Collectorは非常に効率的になるように設計されており、プログラムのパフォーマンスに大きな影響を与えることなくメモリをリサイクルできます。さらに、GOのゴルウチンとチャネルのメカニズムにより、同時プログラミングがシンプルかつ効率的になり、これらの機能により、同時タスクを処理する際にGOが優れたパフォーマンスを発揮します。

Cはマニュアルメモリ管理に依存しており、開発者はメモリ自体の割り当てとリリースを管理する必要があります。これにより、開発の複雑さが向上しますが、メモリ管理においてCをより柔軟で効率的にします。開発者はハードウェアリソースを直接操作し、詳細な最適化を実行できるため、パフォーマンスの最適化の余地が増えます。

それがどのように機能するか

Golangのコンパイラは、GOコードを中間コードにコンパイルし、マシンコードを生成します。 Go's Runtimeは、ガベージコレクション、同時スケジューリングなどの機能を提供します。これらの機能はオーバーヘッドを増加させますが、GO言語の開発効率も大幅に向上します。

Cの編集プロセスはより複雑で、前処理、コンパイル、リンク手順が含まれます。 Cコンパイラによって生成されたコードは通常、ハードウェアに近く、メモリとレジスタを直接操作できるため、Cは自然なパフォーマンスの利点を与えます。

使用の例

基本的な使用法

簡単な例から始めて、GolangとCが単純なループを実行する速さを比較しましょう。

ゴーラン：

パッケージメイン

輸入 （
    「FMT」
    "時間"
））

func main（）{
    start：= time.now（）
    合計：= 0
    i：= 0; I <10000000;私 {
        sum = i
    }
    経過：= time.since（start）
    fmt.printf（ "sum：％d、time：％v \ n"、sum、経過）
}

C：

 #include <iostream>
#include <Chrono>

int main（）{
    auto start = std :: chrono :: high_resolution_clock :: now（）;
    長い合計= 0;
    for（int i = 0; i <10000000; i）{
        sum = i;
    }
    auto end = std :: chrono :: high_resolution_clock :: now（）;
    Auto duration = std :: Chrono :: Duration_cast <std :: Chrono :: milliseconds>（end -start）;
    std :: cout << "sum：" << sum << "、time：" << duration.count（）<< "ms" << std :: endl;
    0を返します。
}

これら2つのプログラムの機能は同じであり、どちらも合計1億から1億を計算します。これら2つのプログラムを実行することで、Cのループ操作がハードウェアに近いため、通常、CはGolangよりも高速であることがわかります。

高度な使用

次に、同時タスクを処理するときのパフォーマンスの違いを見てみましょう。

ゴーラン：

パッケージメイン

輸入 （
    「FMT」
    「同期」
    "時間"
））

func worker（id int、wg *sync.waitgroup、sum *int）{
    wg.done（）を延期する
    i：= 0; I <1000000;私 {
        *sum = i
    }
}

func main（）{
    start：= time.now（）
    var Sum Int
    var wg sync.waitgroup
    i：= 0; I <4;私 {
        wg.add（1）
        労働者（i、＆wg、＆sum）
    }
    wg.wait（）
    経過：= time.since（start）
    fmt.printf（ "sum：％d、time：％v \ n"、sum、経過）
}

C：

 #include <iostream>
#include <Chrono>
#include <thread>
#include <Atomic>
#include <vector>

void worker（int id、std :: atomic <long＆sum）{
    for（int i = 0; i <1000000; i）{
        sum.fetch_add（i、std :: memory_order_relaxed）;
    }
}

int main（）{
    auto start = std :: chrono :: high_resolution_clock :: now（）;
    std :: atomic <long> sum（0）;
    std :: vector <std :: thread> threads;
    for（int i = 0; i <4; i）{
        threads.emplace_back（worker、i、std :: ref（sum））;
    }
    for（auto＆t：threads）{
        T.Join（）;
    }
    auto end = std :: chrono :: high_resolution_clock :: now（）;
    Auto duration = std :: Chrono :: Duration_cast <std :: Chrono :: milliseconds>（end -start）;
    std :: cout << "sum：" << sum << "、time：" << duration.count（）<< "ms" << std :: endl;
    0を返します。
}

この並行性の例では、GolangのGoroutineとChannelは同時プログラミングを非常にシンプルにしますが、CはSTD :: ThreadとSTD :: Atomicを必要とします。 Cはパフォーマンスにわずかな利点があるかもしれませんが、Golangの同時プログラミングモデルは使いやすくなり、維持が容易です。

一般的なエラーとデバッグのヒント

Golangを使用する場合のよくある間違いは、ゴルチンのライフサイクル管理を無視することであり、メモリリークにつながる可能性があります。この問題の解決策は、sync.waitgroupを使用して、すべてのゴルチンが実行されるようにすることです。

Cでは、一般的な間違いは、動的に割り当てられたメモリを解放することを忘れることです。これにより、メモリリークが発生する可能性があります。この問題の解決策は、STD :: unique_ptrやstd :: shared_ptr）などのスマートポインターを使用してメモリを管理することです。

パフォーマンスの最適化とベストプラクティス

Golangでは、パフォーマンスの最適化の重要な側面は、頻繁なゴミ収集を避けることです。 Sync.poolを使用してオブジェクトを再利用して、ごみ収集の圧力を軽減できます。さらに、ゴロウチンとチャネルの合理的な使用は、同時性のパフォーマンスを大幅に改善できます。

Cでは、パフォーマンスの最適化には通常、細心のメモリ管理とアルゴリズムの最適化が含まれます。 RAII（リソースの取得は初期化）を使用すると、テクノロジーはリソースの正しい管理を保証し、メモリリークを回避します。同時に、Cのテンプレート特性を使用して、効率的なジェネリックコードを記述できます。

詳細な考え方と提案

GolangまたはCを選択するときは、プロジェクトの特定のニーズを考慮する必要があります。あなたのプロジェクトが高い並行性と迅速な発展を必要とする場合、Golangがより良い選択かもしれません。そのゴミ収集と並行性モデルにより、開発者は根本的な詳細よりもビジネスロジックに重点を置くことができます。

ただし、プロジェクトには非常に高いパフォーマンス要件があり、慎重に最適化するのに十分な時間とリソースがある場合は、Cがより良い選択です。 Cは、ハードウェアに近い制御機能を提供し、最終的なパフォーマンスの最適化を実現できます。

実際のプロジェクトでは、Golangを使用して非常に同時のWebサービスを開発しました。このWebサービスは、ゴルチンとチャネルのメカニズムを使用して、同時プログラミングの複雑さを大幅に簡素化し、優れたパフォーマンスを実現しました。一方、私はまた、極端なパフォーマンスを必要とするゲームエンジンプロジェクトでCを使用し、細心のメモリ管理とアルゴリズムの最適化を通じて効率的なレンダリングと計算を達成しました。

一般に、GolangとCにはそれぞれ独自の利点があり、選択する言語はプロジェクトの要件とチームのテクノロジースタックに依存します。うまくいけば、この記事があなたがより賢い選択をするのに役立ついくつかの貴重な洞察を提供することを願っています。

以上がGolang vs. C：速度差の評価の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。