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javascript - 为什么这个简单的 Go 程序比对应的 Node.js 程序慢？

coder 2023-06-25 原文

我正在尝试使用 Go 来实现一个在叶子上有值的二叉树，即，相当于:

data Tree a 
  = Node {left: Tree, right: Tree} 
  | Leaf {value: a}

我有两个问题:1，我无法找到一种方法来创建具有多个构造函数的类型，因此我必须将所有数据放在一个中。 2，我不能让它多态，所以我不得不使用interface{} (我猜这是类型系统的“选择退出”？)。这是我能做的最好的:
package main

import ("fmt")

type Tree struct {
  IsLeaf bool
  Left *Tree
  Value interface{}
  Right *Tree
}

func build(n int) *Tree {
  if (n == 0) {
    return &Tree{IsLeaf: true, Left: nil, Value: 1, Right: nil}
  } else {
    return &Tree{IsLeaf: false, Left: build(n - 1), Value: 0, Right: build(n - 1)}
  }
}

func sum(tree *Tree) int {
  if (tree.IsLeaf) {
    return tree.Value.(int)
  } else {
    return sum(tree.Left) + sum(tree.Right)
  }
}

func main() {
  fmt.Println(sum(build(23)))
}

它通过对一个巨大的生成树求和来实现该类型并对其进行测试。我已经在 J​​avaScript 中进行了等效的实现(为了公平起见，包括构造函数上的冗余数据):
const build = n => {
  if (n === 0) {
    return {IsLeaf: true, Value: 1, Left: null, Right: null};
  } else {
    return {IsLeaf: false, Value: 0, Left: build(n - 1), Right: build(n - 1)};
  }
}

const sum = tree => {
  if (tree.IsLeaf) {
    return tree.Value;
  } else {
    return sum(tree.Left) + sum(tree.Right);
  }
}

console.log(sum(build(23)));

我已经用 go build test.go 编译了 Go 代码并使用 time ./test 运行它.我用 node test.js 运行了 Node.js 代码.经过多次测试，Go程序运行在2.5左右平均秒数，而 1.0 Node.js 的几秒钟。

这使得 Go 2.5x对于这个简单的程序，它比 Node.js 慢，这是不正确的，因为 Go 是一种静态类型的编译语言，具有成熟的编译器，而 JavaScript 是一种无类型的解释型语言。

为什么我的 Go 程序这么慢？我错过了一些编译器标志，还是代码有问题？

最佳答案

概括

由于类型断言和冗余数据，此代码较慢。

Go 不鼓励您在热门地方编写类型断言:

tree.Value.(int)

取出这种类型的断言(并相应地将 Value 更改为 int 类型)，您的代码将执行大约两倍的速度(这应该是您的节点示例的速度)。

去掉冗余数据，你的代码执行速度会快三倍。请参阅帖子末尾的游乐场示例。

细节

我认为这是设计错误，而不是实现错误。阅读您的问题，我认为 Go 的类型系统的工作方式有些困惑。

Go 的对象模型不鼓励您使用包罗万象的类型进行多态(有关 Go 的多态性的讨论，请参阅 this excellent answer 的上半部分)。

在 JavaScript 世界中，每个对象都是特定的类型。在 Go 中，一个 struct如果满足interface，则可以将其视为特定的接口(interface)类型。的契约(Contract)。请注意 structs不是对象 - 你所谓的构造函数只是 struct初始化程序。

可以编写在 interface{} 上运行的 Go 代码作为所有类型的占位符，但该语言并没有真正鼓励您以这种方式编写代码(正如您在问题中指出的那样，以您在 JavaScript 中编写代码的方式编写干净的代码是一项挑战)。

因为 Go 并没有真正的对象，所以尝试在 Go 中编写感觉非常面向对象的代码将具有挑战性(此外，Go 没有标准的继承或方法重载)。出于这个原因，我不认为你的代码是 Go 鼓励程序员编写的那种代码。所以，这不是一个公平的测试。

Type assertion is slow . (我不了解 Go 内部的设计，但这当然表明程序员不会编写大量类型断言)。因此，您的代码性能不佳也就不足为奇了。我将您的代码更改为:
type Tree struct {
  IsLeaf bool
  Left *Tree
  Value int
  Right *Tree
} 
 .....
func sum(tree *Tree) int {
  if (tree.IsLeaf) {
    return tree.Value
  } else {
    return sum(tree.Left) + sum(tree.Right)
  }
}

并在我的机器上实现了 2 倍的加速。

可能还有其他优化 - 您可以删除 IsLeaf ，并且您不需要在非叶节点上存储值(或者，您可以在整个树中分配值，因此永远不要浪费 Value )。不知道 JavaScript 有没有优化掉这些不必要的 Value s，但我不相信 Go 会这样做。

所以，我认为你的代码使用的内存比它需要的多得多，这也无助于性能。

有关系吗？

我个人并不相信“我在 X 和 Y 中编写了这个程序，但发现 Y 更慢”，尤其是因为很难在不同框架之间进行公平比较。还有很多其他的差异来源——程序员知识、机器负载、启动时间等。

为了进行公平的测试，您需要编写符合每种语言习惯的代码，但也要使用相同的代码。我认为同时实现两者是不现实的。

如果此代码是您的特定场景，并且性能是主要目标，那么此测试可能会有所帮助。但是，否则我认为这不是一个非常有意义的比较。

在规模上，我希望其他考虑因素能超过创建和遍历树的速度。有技术问题，如数据吞吐量和负载下的性能，但也有更软的问题，如程序员时间和维护工作。

不过，学术练习很有趣。编写这样的代码是找到框架边缘的好方法。

编辑:我尝试让你的代码更像 Go，它具有比原始代码快 3 倍的额外优势。:

https://play.golang.org/p/mWaO3WR6pw

这棵树对于操场来说有点重，但您可以复制并粘贴代码以在本地运行。

我还没有尝试过更多可能的优化，例如树的并行构建。

您可以扩展此设计以获得所需的多态行为(通过提供替代 Leaf 实现)，但我不确定 Sum() 是什么表示非数字类型。不知道如何定义 Sum()是导致不决定通过泛型包含多态性的那种思维的一个很好的例子。

关于javascript - 为什么这个简单的 Go 程序比对应的 Node.js 程序慢？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/44642570/

javascriptNodecodebr的performancego

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