D语言与Go语言计算百万个素数的时间对比：性能分析与代码优化

本文比较了 D语言和 Go语言计算百万个素数的时间差异，并对 D语言代码进行分析和优化。

D语言与Go语言代码对比

以下分别是 D语言和 Go语言计算百万个素数的代码：

D语言代码

import std.stdio, std.datetime;

bool isPrime(int n) @nogc nothrow
{
    if (n <= 1)
        return false;
    if (n <= 3)
        return true;
    if (n % 2 == 0 || n % 3 == 0)
        return false;
    for (int i = 5; i * i <= n; i += 6)
        if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0)
            return false;
    return true;
}

void main()
{
    auto t1 = Clock.currTime;
    int count = 0, num = 2;
    while (count < 1000000) // 这里应该是小于1000000
    {
        if (isPrime(num))
            count++;
        num++;
    }
    auto t2 = Clock.currTime;
    auto d = t2 - t1;
    writeln('The 1000000th prime number is: ', num - 1);
    writeln('Time taken: ', d);
}

Go语言代码

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func isPrime(n int) bool {
    if n <= 1 {
        return false
    }
    if n <= 3 {
        return true
    }
    if n%2 == 0 || n%3 == 0 {
        return false
    }
    for i := 5; i*i <= n; i += 6 {
        if n%i == 0 || n%(i+2) == 0 {
            return false
        }
    }
    return true
}

func main() {
    t1 := time.Now().UnixNano()/1e9;
    count, num := 0, 2
    for count < 1000000 {
        if isPrime(num) {
            count++
        }
        num++
    }
    t2 := time.Now().UnixNano()/1e9;
    fmt.Println('The 1000000th prime number is:', num-1)
    fmt.Println('Time taken:', t2-t1, 'seconds')
}

性能分析

您观察到的 D语言运行时间远超 Go语言的现象，主要原因是 D语言代码中的计数器循环条件错误。

D语言代码错误

D语言代码中的 while (count < 10000000) 循环条件应该是 while (count < 1000000)。因为需要找到第 1000000 个素数，所以计数器应该小于 1000000。

优化建议

修正计数器循环条件： 将 while (count < 10000000) 改为 while (count < 1000000)。
使用 D语言优化编译选项： 尝试使用 -O 选项进行编译，以获得更好的性能。

语言差异

除了代码错误外，D语言和 Go语言的运行时环境和优化策略也有所不同，这也会导致性能差异。例如，Go语言的运行时包含垃圾回收机制，可能在某些情况下比 D语言的手动内存管理更有效。

总结

本文分析了 D语言和 Go语言计算百万个素数的时间差异，并指出了 D语言代码中的错误。通过修正代码错误并使用优化编译选项，可以提高 D语言代码的性能。需要注意的是，不同语言的运行时环境和优化策略都会影响性能，即使代码正确也可能存在差异。