在Perl中，while循环通常比for循环快吗？

我做了一个小实验，如下所示，在Perl中，while循环比for循环快。但由于实验相当粗糙，而且主题可能比看起来复杂得多，我想听听你对此有何看法。 一如既往地感谢您的任何意见/建议：）

在下面两个小脚本中，我分别尝试了while和for循环来计算100000的阶乘。有while循环的那一个花了57分17秒才完成，而for循环相当于花了1小时7分54秒

具有while循环的脚本：

use strict;
use warnings;
use bigint;

my $now = time;

my $n = shift;
my $s = 1;

while(1){
$s *= $n;
$n--;
last if $n==2;
}

print $s*$n;
$now = time - $now;
printf("\n\nTotal running time: %02d:%02d:%02d\n\n", int($now / 3600),
            int(($now % 3600) / 60), int($now % 60));

具有for循环的脚本：

use strict;
use warnings;
use bigint;

my $now = time;

my $n =shift;
my $s=1;

for (my $i=2; $i<=$n;$i++) {
$s = $s*$i;
}

print $s;
$now = time - $now;
printf("\n\nTotal running time: %02d:%02d:%02d\n\n", int($now / 3600),
            int(($now % 3600) / 60), int($now % 60));

使用严格；
使用警告；
使用bigint；
我的$now=时间；
我的$n=班次；
我的$s=1；
for（my$i=2；$i如果while和for循环之间确实存在任何“真正”的差异，我会感到震惊。假设它们做的是“完全”相同的事情，那么解释器应该对它们进行优化，使它们或多或少相同

我敢打赌，这种差异可能只不过是在两次执行期间争夺资源的其他过程不同而已

即使存在差异，也不要陷入其中。
循环是不等价的，您主要是在打击bigint包，它与
for
vs
while
本身无关

while循环使用符号“
$s*=$i
”，而for循环使用“
$s=$s*$i
”。
这很简单，可以证明它们是不相同的。此外，一个循环向上计数，另一个循环向下计数。这会影响要乘以的数字的大小。这是一个二阶效应，但不能完全忽略

[更新：修改为只显示一个版本的代码，计时时间不到一秒。有足够的空间认为打印应该被排除在计时计算之外；但这会让事情变得更混乱，所以我没有烦恼。我已经修复了前一个版本中的错误：循环4与循环3相同-现在不是。我还重新设计了放置格式（虽然可以改进亚秒处理—这是读者的练习），并且有更好的“进度报告”。]

Mac Mini（雪豹10.6.2）上的计时结果为：

剧本：

use Time::HiRes qw(gettimeofday);
use strict;
use warnings;
use bigint;
use constant factorial_of => 13000;

sub delta_t
{
    my($tag, $t1, $t2) = @_;
    my($d) = int($t2 - $t1);
    my($f) = ($t2 - $t1) - $d;
    my($s) = sprintf("%.6f", $f);
    $s =~ s/^0//;
    printf "%-25s %02d:%02d:%02d%s\n",
           $tag, int($d/3600), int(($d % 3600) / 60), int($d % 60), $s;
}

my $t1 = gettimeofday;

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
    {
        $s *= $i;
    }
    print "$s\n: Loop 1\n";
}

my $t2 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
    {
        $s = $s * $i;
    }
    print "$s\n: Loop 2\n";
}

my $t3 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
    {
        $s *= $i;
    }
    print "$s\n: Loop 3\n";
}

my $t4 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:',      $t3, $t4);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
    {
        $s = $s * $i;
    }
    print "$s\n: Loop 4\n";
}

my $t5 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:',      $t3, $t4);
delta_t('Count down $s  = $s * $i:', $t4, $t5);

我一直认为一个小问题（基准测试的一个关键是简化。提出的问题是
for
与
while
的速度。但是实验涉及到一些不必要的复杂性


这两个循环并不尽可能相似。一个使用
$s*=$n
，另一个使用
$s=$s*$i
（正如Jonathan Leffler指出的那样）。一个使用
$n--
，另一个使用
$i++
（谁知道它们的速度是否不同？）

如果我们对
for
与
while
感兴趣，那么没有必要涉及
bigint
。这只会混淆主题。特别是，您的
while
脚本只依赖于一个
bigint
对象（
$s
），而
for
脚本则使用其中两个对象（
$s
和
$i
）。我并不惊讶
for
脚本的速度较慢


重写你的循环，使其尽可能相似，保持阶乘足够小，这样你就不必使用
bigint
，并使用
Benchmark
模块。然后你就可以在
和
之间进行一场公平的竞争了。我很想看看你发现了什么。
你可能正在尝试优化wron我想知道为什么你认为语言的这一部分如此重要？把每一部分都运行几次，它们可能会平均到same@Chad，事实上，我已经测试了几次代码。他们确实花了不同的时间来完成相同的工作。我认为@Jonathan Leffler用illustration解释关于代码的解释很有道理。@Ether，我只是好奇。仅此而已。无论如何，谢谢你留下评论：）一般来说，不在乎哪个更快会更快。@Jonathan Leffler，非常感谢！你的说明代码对我很有启发性。谢谢：）@Jonathan，谢谢你更新的代码。我一直认为$s*=$I'和'$s*$I'和$I++和$I--以不同的方式做了相同的事情，但我错了。非常感谢你指出这一点：）我现在更改了脚本的while vs，现在我得到了：my$now=time；my$n=shift；my$I=2；my$s=1；因为(;$i@Mike：我对剩余问题的感觉不是很好。主要问题是（1）问题主要在“bigint”和（2）很可能剩余的“while-vs-for”差异被深埋在Perl字节码中。我得到了一些计时的变化——大部分是0.1秒左右，除非还有一个备份正在运行（从时间机器到时间胶囊）；我选择13000作为我的测试编号，以获得一个足够大的数字来获得合理的时间，同时又不会太大而让运行测试感到不舒服（例如，1小时太长）。我只是在我的MacBook Pro（3GHz，4GB）上试过这段代码。使用32位Perl时，时间比Mac Mini上的慢（20-30秒，而不是12-23秒）；使用64位Perl，时间更快（7-15秒）.然后输入这样的范围，我发现最好和最差的性能之间大致有2:1的比例。但主要的区别不是“while”和“for”。在这一点上，我会选择任何适合你的方法-注意bigint计算对它们的编写方式有点敏感。@Morinar，我刚刚完成了你建议的文章d、 我明白你的意思了，谢谢。@FM，我的实验设计得太糟糕了，我从结果中得出的推论几乎与我发布的问题完全无关。这完全是个失败。好吧，无论如何，谢谢你给我留下这些有启发性的评论。看起来我总能学会
use Time::HiRes qw(gettimeofday);
use strict;
use warnings;
use bigint;
use constant factorial_of => 13000;

sub delta_t
{
    my($tag, $t1, $t2) = @_;
    my($d) = int($t2 - $t1);
    my($f) = ($t2 - $t1) - $d;
    my($s) = sprintf("%.6f", $f);
    $s =~ s/^0//;
    printf "%-25s %02d:%02d:%02d%s\n",
           $tag, int($d/3600), int(($d % 3600) / 60), int($d % 60), $s;
}

my $t1 = gettimeofday;

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
    {
        $s *= $i;
    }
    print "$s\n: Loop 1\n";
}

my $t2 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = 2; $i <= $n; $i++)
    {
        $s = $s * $i;
    }
    print "$s\n: Loop 2\n";
}

my $t3 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
    {
        $s *= $i;
    }
    print "$s\n: Loop 3\n";
}

my $t4 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:',      $t3, $t4);

{
    my $n = factorial_of;
    my $s = 1;
    for (my $i = $n; $i > 1; $i--)
    {
        $s = $s * $i;
    }
    print "$s\n: Loop 4\n";
}

my $t5 = gettimeofday;
delta_t('Count up   $s *= $i:',      $t1, $t2);
delta_t('Count up   $s  = $s * $i:', $t2, $t3);
delta_t('Count down $s *= $i:',      $t3, $t4);
delta_t('Count down $s  = $s * $i:', $t4, $t5);

use Time::HiRes qw(gettimeofday);
use Digest::MD5 qw(md5_hex);
use strict;
use warnings;
use bigint;
use constant factorial_of => 13000;

my ($s, $i);

my $l1 = sub {my($n) = @_; for ($i = 2;  $i <= $n; $i++) { $s *= $i;     }};
my $l2 = sub {my($n) = @_; for ($i = 2;  $i <= $n; $i++) { $s = $s * $i; }};
my $l3 = sub {my($n) = @_; for ($i = $n; $i > 1;   $i--) { $s *= $i;     }};
my $l4 = sub {my($n) = @_; for ($i = $n; $i > 1;   $i--) { $s = $s * $i; }};
my $l5 = sub {my($n) = @_; $i = 2;  while ($i <= $n) { $s *= $i;     $i++; }};
my $l6 = sub {my($n) = @_; $i = 2;  while ($i <= $n) { $s = $s * $i; $i++; }};
my $l7 = sub {my($n) = @_; $i = $n; while ($i > 1)   { $s *= $i;     $i--; }};
my $l8 = sub {my($n) = @_; $i = $n; while ($i > 1)   { $s = $s * $i; $i--; }};

sub timer
{
    my($n, $code, $tag) = @_;
    my $t1 = gettimeofday;
    $s = 1;
    &$code(factorial_of);
    my $t2 = gettimeofday;
    my $md5 = md5_hex($s);
    printf "Loop %d: %-33s %09.6f (%s)\n", $n, $tag, $t2 - $t1, $md5;
}

my $count = 1;
timer($count++, $l1, 'for   - Count up   $s *= $i:');
timer($count++, $l2, 'for   - Count up   $s  = $s * $i:');
timer($count++, $l3, 'for   - Count down $s *= $i:');
timer($count++, $l4, 'for   - Count down $s  = $s * $i:');
timer($count++, $l5, 'while - Count up   $s *= $i:');
timer($count++, $l6, 'while - Count up   $s  = $s * $i:');
timer($count++, $l7, 'while - Count down $s *= $i:');
timer($count++, $l8, 'while - Count down $s  = $s * $i:');

Loop 1: for   - Count up   $s *= $i:      12.853630 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 2: for   - Count up   $s  = $s * $i: 20.854735 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 3: for   - Count down $s *= $i:      14.798155 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 4: for   - Count down $s  = $s * $i: 23.699913 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 5: while - Count up   $s *= $i:      12.972428 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 6: while - Count up   $s  = $s * $i: 21.192956 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 7: while - Count down $s *= $i:      14.555620 (584b3ab8...3efc0ec8)
Loop 8: while - Count down $s  = $s * $i: 23.790795 (584b3ab8...3efc0ec8)