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python - 为什么 Python set 交集比 Rust HashSet 交集快？

coder 2023-05-24 原文

这是我的 Python 代码:

len_sums = 0
for i in xrange(100000):
    set_1 = set(xrange(1000))
    set_2 = set(xrange(500, 1500))
    intersection_len = len(set_1.intersection(set_2))
    len_sums += intersection_len
print len_sums

这是我的 Rust 代码:

use std::collections::HashSet;

fn main() {
    let mut len_sums = 0;
    for _ in 0..100000 {
        let set_1: HashSet<i32> = (0..1000).collect();
        let set_2: HashSet<i32> = (500..1500).collect();
        let intersection_len = set_1.intersection(&set_2).count();
        len_sums += intersection_len;
    }
    println!("{}", len_sums);
}

我相信这些大致相同。我得到以下性能结果:

time python set_performance.py
50000000

real    0m11.757s
user    0m11.736s
sys 0m0.012s

和

rustc set_performance.rs -O       
time ./set_performance 50000000

real    0m17.580s
user    0m17.533s
sys 0m0.032s

使用 cargo 和 --release 构建会得到相同的结果。

我意识到 Python 的 set 是用 C 实现的，因此预计会很快，但我没想到它会比 Rust 更快。是不是必须做 Rust 不需要的额外类型检查？

也许我在编译 Rust 程序的过程中遗漏了一些东西，是否还有其他我应该使用的优化标志？

另一种可能是代码并不完全等价，Rust 做了不必要的额外工作，我是否遗漏了什么？

Python 版本:

In [3]: import sys

In [4]: sys.version
Out[4]: '2.7.6 (default, Jun 22 2015, 17:58:13) \n[GCC 4.8.2]'

Rust 版本

$ rustc --version
rustc 1.5.0 (3d7cd77e4 2015-12-04)

我使用的是 Ubuntu 14.04，我的系统架构是 x86_64。

最佳答案

当我将集合构建移出循环并仅重复交集时，当然对于这两种情况，Rust 都比 Python 2.7 快。

我一直在阅读 Python 3 (setobject.c) ，但 Python 的实现有一些优点。

它利用两个 Python 集合对象使用相同的哈希函数这一事实，因此它不会重新计算哈希。 rust HashSet s 的散列函数具有实例唯一键，因此在交集期间，它们必须将一组中的键与另一组的散列函数重新散列。

另一方面，Python 必须调用动态键比较函数，如 PyObject_RichCompareBool对于每个匹配的哈希，而 Rust 代码使用泛型，并将专门针对 i32 的哈希函数和比较代码.散列 i32 的代码在 Rust 中看起来相对便宜，并且删除了大部分哈希算法(处理超过 4 个字节的输入)。

似乎是集合的构造设置 Python 和 Rust 的区别。事实上，不仅仅是构造，还有一些重要的代码正在运行以破坏 Rust HashSet s 也是。 (这可以改进，在此处提交错误:#31711)

关于python - 为什么 Python set 交集比 Rust HashSet 交集快？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/35439376/

HashSetpythoncodeRust

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