C++和Java性能比较, GCC和clang性能比较

最新推荐文章于 2025-10-23 15:16:43 发布
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#c++ #java #排序算法 #算法

这篇博客通过实验对比了C++（GCC 8.3.1, Clang 9.0, VC++14.25）和Java（JDK11）在不同环境下的排序算法性能。测试表明，Clang编译的C++程序通常比GCC更快，而Java的速度普遍落后于C++，尤其是在涉及大量数据移动的排序算法中。Windows环境下，Java与VC++的性能差距相对较小。" 133172757,20038304,安兔兔视频测试：全方位评估音视频性能,"['音视频', '视频测试工具', '视频解码', '音频评估']

下面的图表是对1万个整数进行排序的耗时比较，C++和Java算法代码几乎完全一致，C++编译器使用了GCC，clang和VC++14.25(VS2019)。

比较的算法有：冒泡排序，鸡尾酒排序，插入排序，二分插入排序，希尔排序，快速排序。最后一个堆排序未实现，所以是0

注：C++使用的是C++11标准, Java使用的是JDK11

注：不同的表之间硬件不同，不具有可比性。

注：C++使用了std::vector存放数据，对插入排序这种需要频繁移动数据的算法影响较大，因此两种插入排序算法的C++和Java实现不具有可比性，在最后一个图中有体现。

1. Linux4.18 x86_64 (gcc8.3.1 vs clang9.0 vs JDK11.0.6)

环境：

1. 系统：CentOS8, linux 4.18, x86_64

2. C++：gcc8.3, clang 9.0

3. JDK：Oracle JDK11.0.6

可以发现：

1. clang9.0编译的程序运行速度要快于gcc8.3,

2. Java运行速度要远慢于C++（两种插入排序因为受std::vector影响，对比无效）

2. Linux4.14 aarch64 (gcc8.3.0 vs clang7.0.1 vs OpenJdk11.0.7)

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C++和Java代码的编译方法可分为两种情况，一是分别编译C++和Java代码，二是进行C++和Java的混编编译。 ### 分别编译C++和Java代码 #### 编译Java代码 Java代码的编译依赖于Java开发工具包（JDK）。以一个简单的Java类 `HelloWorld.java` 为例： ```java public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello, World!"); } } ``` 使用 `javac` 命令来编译该Java文件： ```sh javac HelloWorld.java ``` 编译成功后，会生成一个名为 `HelloWorld.class` 的字节码文件，使用 `java` 命令运行： ```sh java HelloWorld ``` #### 编译C++代码 C++代码的编译通常使用GCC或Clang等编译器。以一个简单的C++程序 `hello.cpp` 为例： ```cpp #include <iostream> int main() { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; return 0; } ``` 使用 `g++` 命令编译该C++文件： ```sh g++ hello.cpp -o hello ``` 编译成功后，会生成一个可执行文件 `hello`，运行该可执行文件： ```sh ./hello ``` ### C++和Java混编编译 C++和Java混编通常使用Java Native Interface（JNI），步骤如下： 1. 在Java程序中声明 `native` 方法（`public` 类型），并静态载入DLL库： ```java public class Test { static { System.loadLibrary("Filename"); } public native void hello(String msg); public static void main(String[] args) { Test test = new Test(); test.hello("Hello from Java!"); } } ``` 2. 编译该Java程序，并生成 `class` 文件： ```sh javac Test.java ``` 3. 利用 `javah` 编译 `class` 文件生成头文件： ```sh javah Test ``` 4. 在VC中新建工程（`win32` 工程 - `DLL`），在头文件中导入上面生成的 `.h` 文件，在附加包含路径里面设置Java JDK的 `include` 路径。 5. 在相应的 `cpp` 文件中实现函数： ```cpp #include <jni.h> #include <windows.h> #include "Test.h" JNIEXPORT void JNICALL Java_Test_hello(JNIEnv * env, jobject obj, jstring jMsg) { const char *strMsgPtr = env->GetStringUTFChars(jMsg, 0); MessageBox(0, strMsgPtr, "Message box from VC++ ", 0); env->ReleaseStringUTFChars(jMsg, strMsgPtr); } ``` 6. 编译生成DLL文件，然后拷贝到Java类文件目录下，再次编译Java程序即可。
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