はじめに
日本語プログラミング言語 Mind とJava C# とで関数呼び出しを介した整数カウントアップの反復実行時間を仲良く競い合わせてみます。いわゆるファンクションコールのオーバーヘッドとはどんなものなのかを切り分けます。前回の単純な整数カウントアップで驚異的？な結果をたたき出したJavaの結果が気になります。
この記事内容の作業環境
Windows11 Pro 22H2
VSCode(Visual Studo Code) 1.78.2
java Eclipse Adoptium jdk-20.0.2.9-hotspot
C# 10 dotnet-sdk-6.0.404-win-x64
Mind Version 8.07 for Windows
CPU Intel(R) Core(TM) i3-5005U 2.00 GHz
この記事内容の保証
※この記事の実行結果は参考情報です。実行環境に大きく依存します。
お題のソースコード
Java
main.java
import java.lang.System;
/**
* プログラム型
*/
class Program
{
/**
* メイン
* @param args 引数
*/
public static void main(String[] args) throws Exception
{
int countMax=0;
int count=0;
if (args.length != 1) {
countMax=0;
}
try
{
countMax=Integer.parseInt(args[0]);
}
catch (Exception e)
{
countMax=0;
}
//開始時間（ナノ秒）
long startTime = System.nanoTime();
while(count < countMax){
count = countup(count);
}
//終了時間（ナノ秒）
long stopTime = System.nanoTime();
long spanTime = stopTime - startTime;
System.out.println("処理回数: " + count + "回");
System.out.println("処理時間: " + (spanTime / 1000000) + "ミリ秒");
}
/**
* カウントアップ関数
* @param c count
*/
private int countup(int c){
return c+=1;
}
}
C#
main.cs
using System;
/// <summary>プログラム型</summary>
class Program
{
/// <summary>メイン</summary>
/// <param name="args">引数</param>
static void Main(string[] args)
{
int countMax=0;
int count=0;
if (args.Length != 1) {
countMax=0;
}else{
try
{
countMax=int.Parse(args[0]);
}
catch (FormatException)
{
countMax=0;
}
}
//開始時間（ミリ秒）
DateTime startTime= new DateTime();
DateTime stopTime = new DateTime();
startTime = DateTime.Now;
while(count < countMax){
count = Countup(count);
}
//終了時間（ミリ秒）
stopTime = DateTime.Now;
TimeSpan st =stopTime-startTime;
Console.WriteLine("処理回数: " + count + "回");
Console.WriteLine("処理時間: " + st.TotalMilliseconds + "ミリ秒");
}
/// <summary>カウントアップ関数</summary>
/// <param name="c">count</param>
private static int Countup(int c){
return c+=1;
}
}
Mind
main.src
カウントアップとは （c → c）
cは 変数
cに 入れ
cを 一つ増加し
cを 返すこと。
メインとは
countMaxは 変数
countは 変数
合否は 変数
startTimeは 変数
stopTimeは 変数
spanTimeは 変数
起動引数個数が ゼロ？
ならば countMaxに 0を 入れ
つぎに
起動引数（1）を 数値変換し countMaxと 合否に 入れ
合否が 偽？
ならば countMaxに 0を 入れ
つぎに
※開始時間（秒）
日時を値で得る startTimeに 入れる
countに 0を 入れ
ここから
countが countMax 以上 ならば 打ち切り
つぎに
countを カウントアップし countに 入れ
繰り返し
※終了時間（秒）
日時を値で得る stopTimeに 入れる
stopTimeから startTimeを 引き 1000を 掛け spanTimeに 入れる
「処理回数: 」と countを 文字列変換し 合成し 「回」を 合成し
一行表示し
「処理時間: 」と spanTimeを 文字列変換し 合成し 「ミリ秒」を 合成し
一行表示すること。
実行結果
Java
C:\developments\java20>java -cp . Program 4000000
処理回数: 4000000回
処理時間: 3ミリ秒
C:\developments\java20>
C#
C:\developments\cs6\HelloWorld\bin\Debug\net6.0>Count2.exe 4000000
処理回数: 4000000回
処理時間: 62.3866ミリ秒
C:\developments\cs6\HelloWorld\bin\Debug\net6.0>
Mind
C:\pmind\sample>count2 4000000
処理回数: 4000000回
処理時間: 562ミリ秒
C:\pmind\sample>
実行結果まとめ
表3 関数経由の整数カウントアップの反復実行時間（ミリ秒）
| 実行回数 | Java | C# | Mind |
|---|---|---|---|
| 40 | 0 | 6 | 0 |
| 400 | 0 | 6 | 0 |
| 4,000 | 0 | 6 | 0 |
| 40,000 | 0 | 6 | 15 |
| 400,000 | 2 | 11 | 62 |
| 4,000,000 | 3 | 62 | 562 |
| 40,000,000 | 5 | 538 | 5,516 |
| 400,000,000 | 6 | 5,304 | 53,165 |
※Java C#ナノ秒台は切り捨て
おわりに
いかがでしたでしょうか？整数カウントアップの関数呼び出しを単純にループさせているだけですので、各言語、実装によってはいろいろな差異がでるものと思われますので、この件はあくまで参考情報です。
今回の条件ではJavaもやたら速いという結果です。回数の桁数の増加の影響を若干うけるようになり40万回を超えると微増しました。
Mindの関数相当の処理単語では通常のスタックに引数countがあるとして、それをローカル変数に代入して1つ増加したローカル変数をスタックに返してメイン側で再度countに入れていますのでスタック操作回数はかなり増えている書き方となっています。その影響は受けているようですね。