我写了两个程序来实现一个简单的矩阵乘法算法，一个是用C++写的，另一个是用Java写的。出乎我的意料，Java程序的运行速度比C++程序快2.5倍左右。我对C++还很生疏，希望能够得到有关如何使C++程序运行更快的建议。
我的程序借鉴了这篇博客文章中的代码和数据：http://martin-thoma.com/matrix-multiplication-python-java-cpp。
以下是我目前使用的编译标志：
这里有一个2000x2000的测试用例链接：https://mega.nz/#!sglWxZqb!HBts_UlZnR4X9gZR7bG-ej3xf2A5vUv0wTDUW-kqFMA 这里有一个2x2的测试用例链接：https://mega.nz/#!QwkV2SII!AtfGuxPV5bQeZtt9eHNNn36rnV4sGq0_sJzitjiFE8s 如果您能解释一下我在C++中做错了什么，或者为什么我的C++实现比Java运行得慢，那将不胜感激！
编辑：按建议修改程序，使其不实际执行乘法，而只是读取数组并打印出一个数字。以下是性能结果。C++程序的IO速度较慢，但仅占差异的一部分。
我的程序借鉴了这篇博客文章中的代码和数据：http://martin-thoma.com/matrix-multiplication-python-java-cpp。
以下是我目前使用的编译标志：
g++ -O3 main.cc
javac Main.java
以下是目前编译器/运行时的版本:
$ g++ --version
g++.exe (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ java -version
java version "1.8.0_05"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_05-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.5-b02, mixed mode)
我的电脑是一台2012年左右的核心i3笔记本电脑，运行Windows和MinGW。以下是当前的性能测试结果：
$ time ./a.exe < ../Testing/2000.in
507584919
real 0m36.469s
user 0m0.031s
sys 0m0.030s
$ time java Main < ../Testing/2000.in
507584919
real 0m14.299s
user 0m0.031s
sys 0m0.015s
下面是C++程序：
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int *A;
int *B;
int height;
int width;
int * matMult(int A[], int B[]) {
int * C = new int[height*width];
int n = height;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int k = 0; k < n; k++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
C[width*i+j]+=A[width*i+k] * B[width*k+j];
}
}
}
return C;
}
int main() {
std::ios::sync_with_stdio(false);
cin >> height;
cin >> width;
A = new int[width*height];
B = new int[width*height];
for (int i = 0; i < width*height; i++) {
cin >> A[i];
}
for (int i = 0; i < width*height; i++) {
cin >> B[i];
}
int *result = matMult(A,B);
cout << result[2];
}
以下是Java程序：
import java.util.*;
import java.io.*;
public class Main {
static int[] A;
static int[] B;
static int height;
static int width;
public static void main(String[] args) {
try {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
height = Integer.parseInt(reader.readLine());
width = Integer.parseInt(reader.readLine());
A=new int[width*height];
B=new int[width*height];
int index = 0;
String thisLine;
while ((thisLine = reader.readLine()) != null) {
if (thisLine.trim().equals("")) {
break;
} else {
String[] lineArray = thisLine.split("\t");
for (String number : lineArray) {
A[index] = Integer.parseInt(number);
index++;
}
}
}
index = 0;
while ((thisLine = reader.readLine()) != null) {
if (thisLine.trim().equals("")) {
break;
} else {
String[] lineArray = thisLine.split("\t");
for (String number : lineArray) {
B[index] = Integer.parseInt(number);
index++;
}
}
}
int[] result = matMult(A,B);
System.out.println(result[2]);
reader.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static int[] matMult(int[] A, int[] B) {
int[] C = new int[height*width];
int n = height;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int k = 0; k < n; k++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
C[width*i+j]+=A[width*i+k] * B[width*k+j];
}
}
}
return C;
}
}
这里有一个2000x2000的测试用例链接：https://mega.nz/#!sglWxZqb!HBts_UlZnR4X9gZR7bG-ej3xf2A5vUv0wTDUW-kqFMA 这里有一个2x2的测试用例链接：https://mega.nz/#!QwkV2SII!AtfGuxPV5bQeZtt9eHNNn36rnV4sGq0_sJzitjiFE8s 如果您能解释一下我在C++中做错了什么，或者为什么我的C++实现比Java运行得慢，那将不胜感激！
编辑：按建议修改程序，使其不实际执行乘法，而只是读取数组并打印出一个数字。以下是性能结果。C++程序的IO速度较慢，但仅占差异的一部分。
$ time ./IOonly.exe < ../Testing/2000.in
7
944
real 0m8.158s
user 0m0.000s
sys 0m0.046s
$ time java IOOnly < ../Testing/2000.in
7
944
real 0m1.461s
user 0m0.000s
sys 0m0.047s