位移符效率对比

讨论

在上一篇博客『如何使用PHP最高效率的将一个正整数扩大一千倍？』的讨论区，有人提出位移符应该才是运算最快的方案。

以前总是看到位移符<<这样的符号。因为它总是能轻易把一个数字变成我不认识的模样，所以我也没有深入了解过。

在看到讨论区留言后才意识到：自己的格局太小了。

简单读了读位移符的文档和实现原理，我觉得这种方案还是值得一试的。按照之前两篇博客的心得，我首先抛出我的猜测：

• 在PHP中，位移符方案效率要高于*1024，但是会低于*1000。

• 在GO中，位移符的效率与其他两种方案持平。

  • 论证过程见『Golang』用计算证明：我远远低估了编译器

现在进行一个简单的验证。

• 方案一：$integer * 1000

• 方案二：($integer << 10) - ($integer * 24)

• 方案三：($integer * 1024) - ($integer * 24)

PHP

代码部分

这次吸取讨论区提到的“效率权重”，将随机数部分转移出来。代码价值较低，为不影响阅读，置于附录

运算结果

多次运行并且调整前后顺序，均得到一个较为稳定的结果：

这个结果在意料之中，但又不完全在。位移符<<从理论上来讲和一般的乘法有着本质上的不同，应该有不错的效率提升。它之所以会比$integer * 1000效率低，应该是被第二步运算- $integer * 24拖累了，但是位移符却也没有与*1024拉开差距。为了证实这一点，我又补上了单独进行位移计算的测试。结果证明：

位移符在PHP这里就仅仅是一个普通的乘除法计算而已。

GO

代码部分

代码价值较低，为不影响阅读，置于附录

运算结果

运行结果同样不出所料。

不过横向对比一下，PHP的计算效率被GO秒的渣渣都不剩了。身为一名从PHP入行编程，并且现在的主要技术栈和生产能力依旧在PHP身上的我，不免产生一种好可怜啊的悲凉。

位移符可以帮助我们理解计算机的原理，但是在GO这类编译型语言这里，编译器已经帮你完成了位移符能完成的计算。

附录

PHP代码

<?php

namespace App\Console\Commands;

use Carbon\Carbon;

use Illuminate\Console\Command;

class DemoCommand extends Command

{

    /**

     * The name and signature of the console command.

     *

     * @var string

     */

    protected $signature = 'demo:test';

    /**

     * The console command description.

     *

     * @var string

     */

    protected $description = 'Command description';

    /**

     * Create a new command instance.

     *

     * @return void

     */

    public function __construct()

    {

        parent::__construct();

    }

    /**

     * Execute the console command.

     *

     * @return int

     */

    public function handle()

    {

        // 图表内容

        $headers = ['次数', '方案1：乘1000', '方案2：移位符', '方案3：乘以 1024', '补充测试：仅位移'];

        $data = [

            [0 => '第一次'],

            [0 => '第二次'],

            [0 => '第三次']

        ];

        // 随机数提出

        $integer = rand(1, 999);

        // 每个方法执行三次

        for ($count = 0; $count < 3; $count++) {

            $start = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            for ($i = 0; $i < 10000000; $i++) {

                $result = $integer * 1000;

            }

            $end = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            $data[$count][] = ($end - $start) / 1000000 . '秒';

        }

        for ($count = 0; $count < 3; $count++) {

            $start = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            for ($i = 0; $i < 10000000; $i++) {

                $result = ($integer << 10) - ($integer * 24);

            }

            $end = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            $data[$count][] = ($end - $start) / 1000000 . '秒';

        }

        for ($count = 0; $count < 3; $count++) {

            $start = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            for ($i = 0; $i < 10000000; $i++) {

                $result = ($integer * 1024) - ($integer * 24);

            }

            $end = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            $data[$count][] = ($end - $start) / 1000000 . '秒';

        }

        for ($count = 0; $count < 3; $count++) {

            $start = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            for ($i = 0; $i < 10000000; $i++) {

                $result = $integer << 10;

            }

            $end = Carbon::now()->getPreciseTimestamp();

            $data[$count][] = ($end - $start) / 1000000 . '秒';

        }

        $this->table($headers, $data);

    }

}

GO代码

func main() {

    // 计算次数

    maxI := 10000000

    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    integer := rand.Intn(999)

    echoString := ""

    fmt.Println("方案1：乘1000")

    for count := 0; count < 3; count++ {

        // 开始

        start := time.Now()

        echoString += "第" + strconv.Itoa(count+1) + "次:"

        for i := 0; i < maxI; i++ {

            _ = integer * 1000

        }

        // 结束

        end := time.Now()

        betweenTime := float64(end.Sub(start).Nanoseconds()) / 1000000000

        echoString += strconv.FormatFloat(betweenTime, 'f', 10, 64) + "秒"

    }

    fmt.Println(echoString)

    echoString = ""

    fmt.Println("方案2：位移符")

    for count := 0; count < 3; count++ {

        // 开始

        start := time.Now()

        echoString += "第" + strconv.Itoa(count+1) + "次:"

        for i := 0; i < maxI; i++ {

            _ = (integer << 10) - (integer * 24)

        }

        // 结束

        end := time.Now()

        betweenTime := float64(end.Sub(start).Nanoseconds()) / 1000000000

        echoString += strconv.FormatFloat(betweenTime, 'f', 10, 64) + "秒"

    }

    fmt.Println(echoString)

    echoString = ""

    fmt.Println("方案3：乘以1024")

    for count := 0; count < 3; count++ {

        // 开始

        start := time.Now()

        echoString += "第" + strconv.Itoa(count+1) + "次:"

        for i := 0; i < maxI; i++ {

            _ = (integer * 1024) - (integer * 24)

        }

        // 结束

        end := time.Now()

        betweenTime := float64(end.Sub(start).Nanoseconds()) / 1000000000

        echoString += strconv.FormatFloat(betweenTime, 'f', 10, 64) + "秒"

    }

    fmt.Println(echoString)

}

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