c++ standard template library——stl的性能究竟如何，不同版本的stl其性能差异有多少？为了解这些，让我们来做一个简单的测试吧。

测试的基本思路是用c与c++分别实现一个程序，实现相同的功能，并要求c++程序的主要数据结构用stl中的containers、algorithms等来实现。然后比较两个程序的性能，看看究竟谁快，快多少。

因本人水c/c++水平极为有限，写的code实在拿不出手，为保证公平，最好用一位大家公认的大师级人物写的code来做这个测试。好在《the practice of programming》（中译本《程序设计实践》，裘宗燕译）第三章里，作者brian w. kenighan分别用c和c++写了实现相同功能的code，他老人家的程序用在这里最合适不过了。这个程序是用来实现“马尔可夫(markov)链算法”的，关于markov链算法的详情请看本文附录1。

我在《the practice of programming》一书的主页 http://tpop.awl.com 下载到相应的代码，为了记录程序运行的时间，我在代码中加了几条语句(以“/* added by chen shuo*/”标明)，完整的代码见本文附录2。

测试用机：

机器一：pii 300 with 512k l2 cache，intel 440lx主板 66mhz外频，64m ram，安装p – win98 se；
机器二：pii 350 with 512k l2 cache，intel 440bx主板 100mhz外频，128m ram，安装windows2000 professional中文版with service pack 2。

编译环境：(均在windows下编译)

1、  microsoft visual c++ 6.0 with service pack 5

2、  cygwin : dll ver 1.3.2 与 gnu c++ 2.95.3 （下载自http://www.cygwin.com）

3、  borland c++ compiler 5.5.1 for free （下载自http://www.borland.com）

共有三个文件要编译，分别是c版的markov.c；使用list的markov_l.cpp；使用deque的markov_d.cpp。其中markov.c需要和eprintf.c一同编译链接。

编译命令行参数（均已打开速度优化选项，编译的可执行文件在dos prompt中执行）：

ps.我把bcc安装在c:\bcc，cygwin安装在c:\cygwin。所以环境变量的设置办法是：

set msdevdir=c:\progra~1\micros~3\common\msdev98

set msvcdir=c:\progra~1\micros~3\vc98

set path="c:\progra~1\micros~3\vc98\bin";c:\windows;c:\windows\command;c:\bcc\bin;

set path=%path%;c:\cygwin\bin "c:\progra~1\micros~3\common\msdev98\bin";

set include=c:\progra~1\micros~3\vc98\include;

set lib=c:\progra~1\micros~3\vc98\lib;

1、以编译markov_l.cpp为例，为区别不同编译器生成的exe文件，需指定生成的exe文件的名子，蓝色部分是生成的文件名。

g++ -o g_l.exe -o4 markov_l.cpp

bcc32 -ic:\bcc\include -lc:\bcc\lib -o2 -6 –eb_l.exe markov_l.cpp

cl /g6 /o2 /og /gx /mt /fev_l.exe markov_l.cpp

2、再以编译markov.c为例

g++ -o g_c.exe -o4 markov_l.c eprintf.c

bcc32 -ic:\bcc\include -lc:\bcc\lib -o2 -6 –eb_c.exe markov_l.c eprintf.c

cl /g6 /o2 /og /mt /gx /fev_c.exe markov.c eprintf.c

这样我们用三个编译器编译3个程序，就得到9个exe文件，分别是：

 

	markov.c	markov_l.cpp	markov_d.cpp
gnu c++ 2.95.3	g_c.exe	g_l.exe	g_d.exe
bcc 5.5.1	b_c.exe	b_l.exe	b_d.exe
vc6	v_c.exe	v_l.exe	v_d.exe

为了验证各个程序的正确性，我用bcc 5.5带的license.txt(15095bytes, 2239个词)作了简单的测试(如c:\bcc> b_d < license.txt )，各程序均能迅速给出结果。还需要一个较大规模的文本来作性能测试，我用的是英文版《简·爱》(jean eyre)的part ii, chapter 10 ~ chapter 18，文件大小265635bytes，46751个词，存为text1.txt。

测试办法：在命令行敲入

g_c <text1.txt >g1.txt

执行完后，打开g1.txt，最后一行”the time was:”是程序执行的时间，同时看看有没有生成10000个单词，若不足10000个，需要再次执行测试，这样才能保证测试的公平。

为了方便，我写了一个小程序自动进行测试：一个exe文件执行30次，生成30个txt文件。前三个不计，找出后27个文件中行数达到10000的，求出它们的平均执行时间。

在两台机器上做的测试结果如下，单位是秒：

	pii 300 with 64m ram	pii 350 with 128m ram
b_c	0.432	0.330
b_d	>300*	5.567
b_l	>300*	5.607
g_c	0.463	0.336
g_d	3.366	2.581
g_l	2.142	1.707
v_c	0.568	0.459
v_d	>300*	131.6*
v_l	2.714	2.080

注：凡标有*者，在程序执行时硬盘狂响，估计磁盘i/o占去不少时间。

初步分析以上数据可以得出：

1、  borland c++ 5.5.1带的stl的性能比较低，而且似乎比较耗内存，在内存较小的机器上执行时，磁盘交换将花去大量时间。

2、  visual c++ 6.0带的stl，list尚可，但至少deque有问题，很耗内存，结果磁盘交换花去大量时间，可惜我没有256m内存的机器做测试。

3、  gnu c++ 2.95.3带的stl性能较好，在内存较小的机器上执行也没有问题。

4、  精心设计的c程序比实现相同功能且使用stl的c++执行要快。在本次测试中，c++程序的功能主要由stl container实现，stl的性能影响了整个程序性能的90%以上，所以显出这么大的差距。

下面来搞点移花接木，把gnu c++带的stl给其他两个编译器用看看有什么效果。

在www.sgi.com下载了sgi stl 3.3，在下载时顺便看了看faq，得知sgi stl3.3与visual c++5.0以上搭配时，需要用iostream.h取代iostream；还有是支持sgi stl的编译器里好像没有borland c++。

 把下载来的stl.zip释放到c:\program files\microsoft visual studio\vc98\include\sgistl。并把环境变量重新设置：

set include=c:\progra~1\micros~3\vc98\include\sgistl;c:\progra~1\micros~3\vc98\include

然后把markov_l.cpp与markov_d.cpp中的#include<iostream>改为#include<iostream.h>

用cl /g6 /o2 /og /gx /mt /fev_d_sgi.exe markov_d.cpp 编译成功，这样又得到两个exe文件：v_l_sgi.exe与v_d_sgi.exe，前者是markov_l.cpp编译生成的。下面是这两个exe的平均执行时间：

	pii 300 with 64m ram	pii 350 with 128m ram
v_l_sgi	1.375	1.074
v_d_sgi	1.943	1.597

哇！比gnu c++本身还要快！当然这个简单的测试并不能证明sgi stl与vc6配合默契，有兴趣的朋友可以进一步测试。

但事情在borland c++ 5.5.1上就没这么顺利了，我试了好多方法，但程序都不能用sgi stl。有兴趣的朋友可以去www.stlport.org下载stlport 4.5来和borland c++ 5.5.1配合使用，看看性能如何。

据myan介绍：“borland使用的是rogue wave stl其效率最差；visual c++中的stl是著名大师p. j. plauger的个人作品，性能较好，但其queue组件效率很差，慎用。”，这里可以补充一点是vc6的deque效率也很差，慎用。

 附记：我是北京师范大学的本科生，写这篇文章时(2001年10月2日)刚上大二，这是我作为一个c++初学者，在学习的过程中的一些心得体会，写在这里供和我一样的初学者参考。

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