Статья коллеги @qrdl про собеседование с написанием вариантов FizzBuzz очень понравилась.
Но очень не понравился код, совсем не понравился. И после публикации технотекстов пришлось внимательно изучить https://habr.com/ru/post/540136/ и понять, разобраться в своем неприятии, ну и потренироваться самому.
Мне >60 лет и первую часть своей карьеры я зарабатывал на более чем 20 языках, из которых пяток только ассемблеров. Но С среди них не было, а те, что были тогда, умерли все. Так что повод отличный.
Итак, начнем.
Для сравнения выбрал код https://github.com/qrdl/fizzbuzz/blob/main/customprint2.c так как с интринсиками что-то мой нотбук дает ошибку и лень разбираться. Да и не везде они есть и прекрасно можно обойтись без них.
Чтобы сравнить чисто код вычислений, в программе customprint2.c убрал 60 строку. Это вывод fwrite(cur, wrkbuf + CHUNK_SIZE - cur, 1, stdout);
Замеры проводил вот так:
#!/usr/bin/bash
gcc -O3 -march=native src/customprint2.c -o customprint2
basetime=$(date +%s%N)
./customprint2 > /dev/null
echo "runtime: $(echo "scale=3;($(date +%s%N) - ${basetime})/(1*10^09)" | bc) seconds"
Если оставить fwrite runtime: 6.954 seconds.
Если убрать fwrite runtime: 4.443 seconds.
Т.е. в сеньорской программе собственно расчеты составляют 4.4 сек. Ну норм, наверно, для сеньора.
Теперь запустим пенсионерский вариант:
/* ============================================================================
Name : fizzbuzz.c
Author : Peter Che 7210208@gmail.com
Version :
Copyright : Your copyright notice
Description : FizzBuzz in C, Ansi-style
============================================================================*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define LIMIT 1000000000
#define CHUNK_SIZE 330 //??
int main(void) {
int i;
int ii;
int carry;
const char* buff;
buff = "11\nFizz\n13\n14\nFizzBuzz\n16\n17\nFizz\n19\nBuzz\nFizz\n22\n23\nFizz\nBuzz\n26\nFizz\n28\n29\nFizzBuzz\n31\n32\nFizz\n34\nBuzz\nFizz\n37\n38\nFizz\nBuzz\n";
int buff_len = 126;
int l[30];
char* s;
char* ss;
char* t_ss;
char* buf_s;
int l0;
char* src;
char* dst;
char buf[CHUNK_SIZE];
char *buf_0;
buf_0 = "1\n2\nFizz\n4\nBuzz\nFizz\n7\n8\nFizz\nBuzz\n";
l[0] = 3;
l[1] = -5;
l[2] = 3;
l[3] = 3;
l[4] = -9;
l[5] = 3;
l[6] = 3;
l[7] = -5;
l[8] = 3;
l[9] = -5;
l[10] = -5;
l[11] = 3;
l[12] = 3;
l[13] = -5;
l[14] = -5;
l[15] = 3;
l[16] = -5;
l[17] = 3;
l[18] = 3;
l[19] = -9;
l[20] = 3;
l[21] = 3;
l[22] = -5;
l[23] = 3;
l[24] = -5;
l[25] = -5;
l[26] = 3;
l[27] = 3;
l[28] = -5;
l[29] = -5;
fwrite(buf_0, 35, 1, stdout);
memcpy(buf + CHUNK_SIZE - buff_len, buff, buff_len);
buf_s = buf + CHUNK_SIZE -buff_len;
fwrite(buf_s, buff_len, 1, stdout);
l0 = 115;
for (int j = 0; j < 33333332; j++) {
//
ss = buf + CHUNK_SIZE - 10;
i = 27;
while (i >= 0)
{
if (l[i] < 0) {
ss = ss + l[i--];
continue;
}
carry = 0;
s = ss - 3;
*s = *s + 3;
ss = ss - l[i];
do {
*s = *s + carry;
if (*s > '9') {
carry = 1;
*s = *s - 10;
s--;
}
else {
carry = 0;
break;
}
} while (s >= ss);
if (carry > 0) {
src = buf_s--;
dst = buf_s;
l[i] = l[i] + carry;
l0++;
while (dst < s)
*dst++ = *src++;
*(--ss) = '1';
}
i--;
}
fwrite(buf_s, buf + CHUNK_SIZE - buf_s, 1, stdout);
}
return EXIT_SUCCESS;
}
Если оставить fwrite ( это 68, 73 и 114 строки) runtime: 2.777 seconds.
Если убрать fwrite runtime: .001 seconds. (UPD ниже. Проглядел)
Всё это на машине:
model name: Intel(R) Core(TM) i5-9400T CPU @ 1.80GHz
Так что, вот так получается, что нынешние сеньоры супротив пенсионеров слабоваты. Опыта маловато, нет глубокого понимания основы основ нашего дела.
Суть разницы в скорости в том, что операции "%" и "/" очень дорогие. Но по сути это одна и та же операция, но почему-то выполнена дважды. Причем в каждом цикле, где считается число, вызываются по количеству десятичных разрядов. Это структурно лишняя операция, инкремент можно делать и без этих дорогих операций.
Ну и то, что все данные и код уместились во втором/первом кэше, конечно позволило считать очень быстро.
Ну и распараллеливать тут нечего, создание потоков съест больше времени процессора, чем собственно вычисления.
P.S. Коллега @qrdl Вы уж извините меня за такой стиль. Это ведь тоже статья шутошная, почти.
P.P.S. я больше чем уверен, что и мой код можно улучшить. Подождем других сеньоров ))
P.P.P.S. не успел опубликовать, но уже понял, что массив l и его использование не оптимально. Наверно остался от какой-то другой идеи ))
UPD. Очень дельное замечание про оптимизацию. При -О3 выбрасывает. Спасибо.
Результат, если убрать fwrite, но использовать буфер, будет 1.417 сек.
Комментарии (17)
TheCalligrapher
12.08.2022 11:00+1FizzBuzz in C, Ansi-style
Я так и не смог понять, что имеется в виду под "ansi style". Автор местами использует фичи C99, но при этом валит объявления переменных в одну кучу в начале функции и избегает инициализации... С const тоже винегрет: где-то есть, где-то нет.
m03r
12.08.2022 11:13+14Вот только 0,001 секунд без
fwirte
достигается из-за того, что умный компилятор вырезает вообще все вычисления, потому что их результат никак не используется.svr_91
12.08.2022 11:35Такое ощущение, что он и с fwrite мог все вырезать. Не вижу здесь нигде использование переменных из сторонних источников
qrdl
12.08.2022 11:15+6Одно принципиальное замечание - убирать строки с
fwrite
из программы нельзя, потому что в этом случае оптимизатор может смело выкинуть всю работу с буфером, то есть практически весь код. Отсюда и получается магический результат в 0.001 сек. Сениоры такое знают ;)Уже выше написали
svr_91
12.08.2022 11:41И оставлять нельзя, это может повлиять на замеры времени. Я обычно помещаю fwrite в заведомо невыполнимую ветвь кода, чтонить типа
if argv[1] == "5" && result.size() == 100 {
fwrite(...)
}qrdl
12.08.2022 11:51+1Я просто перенаправлял вывод в
/dev/null
, это конечно чуть добавляет, но незначительно.
Думаю, что вполне можно допустить, что при выводе в/dev/null
все использованное программой время - вычисления, ну еще и немного времениkernel
'а при многопоточного варианта, но это тоже можно считать в общие расходы программы (без I/O)
nmrulin
12.08.2022 12:28Ну если оптимизировать, то должна быть поддержка многопоточных вычислений. Иначе хорошо читаемый код сеньора при добавлении пары операторов побьёт этот нечитаемый код даже по производительности.
Tsimur_S
12.08.2022 16:28+1codegolf.stackexchange.com/questions/215216/high-throughput-fizz-buzz
Вот пожалуйста, тут и условия и бенчмарки и результаты вплоть до 150х от наивного.qrdl
12.08.2022 16:43Это немного другая задача. На codegolf FizzBuzz бесконечный, а тут ограничен миллиардом, что позволяет дополнительные оптимизации
ChePeter Автор
12.08.2022 19:11-1Там немного другая оптимизация. Просто вывод fwrite по 30 строк в миллиарде требует почти 1.5 сек. Многопоточность там разрешена и достаточно 3 потоков, чтобы получить максимальную скорость вывода.
Если там что есть быстрее (20G/sec у xiver77), то это уже оптимизация ввода/вывода. Ну и алгоритмически неинтересна. В этой статье собственно скорость не главное. Тут вся хитрость в алгоритме.
ChePeter Автор
12.08.2022 19:20Даже если провести очевидные оптимизации сеньорского кода - использовать в одной команде деление с остатком (ассемблерный код, наверно) и убрать деление до 0 в myitoa и найти другой критерий останова.
do { *--cur = number % 10 + '0'; number /= 10; } while (number != 0);
то все равно мой код будет быстрее - в нем для получения каждого байта кода вывода используется "+1" или "+3" и ">9", что гораздо быстрее деления на 10.
Итак, чтобы победить этот мой изящный говнокод, сеньорам нужно придумать что-то умное или хитрое. Просто так парой операторов дело провернуть не получится.
qrdl
Была у меня мысль вернуться к этой задаче, повода не было. Теперь есть :)
И кстати, для замеров лучше использовать
time
, это точнееqrdl
ну и вот: https://habr.com/ru/post/682332/