Swift Beta 性能：对数组进行排序

tl；现在，使用Swift作为基准的优化版本为[0.0].

以下是Swift测试版中的就地快速排序:

func quicksort_swift(inout a:CInt[], start:Int, end:Int) {
    if (end - start < 2){
        return
    }
    var p = a[start + (end - start)/2]
    var l = start
    var r = end - 1
    while (l <= r){
        if (a[l] < p){
            l += 1
            continue
        }
        if (a[r] > p){
            r -= 1
            continue
        }
        var t = a[l]
        a[l] = a[r]
        a[r] = t
        l += 1
        r -= 1
    }
    quicksort_swift(&a, start, r + 1)
    quicksort_swift(&a, r + 1, end)
}

在C中也是一样的:

void quicksort_c(int *a, int n) {
    if (n < 2)
        return;
    int p = a[n / 2];
    int *l = a;
    int *r = a + n - 1;
    while (l <= r) {
        if (*l < p) {
            l++;
            continue;
        }
        if (*r > p) {
            r--;
            continue;
        }
        int t = *l;
        *l++ = *r;
        *r-- = t;
    }
    quicksort_c(a, r - a + 1);
    quicksort_c(l, a + n - l);
}

这两种方法都有效:

var a_swift:CInt[] = [0,5,2,8,1234,-1,2]
var a_c:CInt[] = [0,5,2,8,1234,-1,2]

quicksort_swift(&a_swift, 0, a_swift.count)
quicksort_c(&a_c, CInt(a_c.count))

// [-1, 0, 2, 2, 5, 8, 1234]
// [-1, 0, 2, 2, 5, 8, 1234]

这两个函数都在编写的同一个程序中调用.

var x_swift = CInt[](count: n, repeatedValue: 0)
var x_c = CInt[](count: n, repeatedValue: 0)
for var i = 0; i < n; ++i {
    x_swift[i] = CInt(random())
    x_c[i] = CInt(random())
}

let swift_start:UInt64 = mach_absolute_time();
quicksort_swift(&x_swift, 0, x_swift.count)
let swift_stop:UInt64 = mach_absolute_time();

let c_start:UInt64 = mach_absolute_time();
quicksort_c(&x_c, CInt(x_c.count))
let c_stop:UInt64 = mach_absolute_time();

这会将绝对时间转换为秒:

static const uint64_t NANOS_PER_USEC = 1000ULL;
static const uint64_t NANOS_PER_MSEC = 1000ULL * NANOS_PER_USEC;
static const uint64_t NANOS_PER_SEC = 1000ULL * NANOS_PER_MSEC;

mach_timebase_info_data_t timebase_info;

uint64_t abs_to_nanos(uint64_t abs) {
    if ( timebase_info.denom == 0 ) {
        (void)mach_timebase_info(&timebase_info);
    }
    return abs * timebase_info.numer  / timebase_info.denom;
}

double abs_to_seconds(uint64_t abs) {
    return abs_to_nanos(abs) / (double)NANOS_PER_SEC;
}

以下是编译器优化级别的摘要:

[-Onone] no optimizations, the default for debug.
[-O]     perform optimizations, the default for release.
[-Ofast] perform optimizations and disable runtime overflow checks and runtime type checks.

时间以秒为单位，[-Onone]代表n=10_000:

Swift:            0.895296452
C:                0.001223848

以下是Swift 的内置排序()n=10_000:

Swift_builtin:    0.77865783

以下是n=10_000的[-O]:

Swift:            0.045478346
C:                0.000784666
Swift_builtin:    0.032513488

如你所见，Swift 的表现提高了20倍.

根据mweathers' answer，设置[-Ofast]会产生真正的差异，导致n=10_000的这些时间:

Swift:            0.000706745
C:                0.000742374
Swift_builtin:    0.000603576

n=1_000_000美元:

Swift:            0.107111846
C:                0.114957179
Swift_sort:       0.092688548

相比之下，[-Onone]代表n=1_000_000:

Swift:            142.659763258
C:                0.162065333
Swift_sort:       114.095478272

在这个基准测试中，没有优化的Swift比C在其开发阶段慢了近1000倍.另一方面，当两个编译器都设置为[-Ofast]时，Swift的实际性能至少与C一样好，如果不是略好的话.

有人指出，[-Ofast]改变了语言的语义，使其具有潜在的不安全性.这是苹果在Xcode 5.0发行说明中所说的:

LLVM中提供了一个新的优化级别——Ofast，支持积极的优化-Ofast放松了一些保守的限制，主要是针对浮点运算的限制，这些限制对大多数代码来说都是安全的.它可以从编译器中获得显著的高性能胜利.

他们几乎都主张这样做.无论这是否明智，我都不能说，但从我所能看出，如果你不做高精度浮点运算，并且你确信你的程序中不可能出现整数或数组溢出，那么在发布版中使用[-Ofast]似乎是合理的.如果您确实需要高性能and溢出判断/精确算法，那么现在就 Select 另一种语言.

更新3测试版:

n=10_000对[-O]:

Swift:            0.019697268
C:                0.000718064
Swift_sort:       0.002094721

一般来说，Swift 的速度要快一点，看起来Swift 的内置排序已经发生了很大的变化.

FINAL UPDATE:

[-Onone]:

Swift:   0.678056695
C:       0.000973914

[-O]:

Swift:   0.001158492
C:       0.001192406

[-Ounchecked]:

Swift:   0.000827764
C:       0.001078914