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作者 |?JEAN-LUC AUFRANC

譯者 | 彎月

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

提到編程語(yǔ)言，人們第一時(shí)間想到的無(wú)非是：哪個(gè)編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，亦或是最掙錢等。但是編程語(yǔ)言功耗問(wèn)題卻被很多人忽視。那么作為程序員的我們?nèi)绾芜x擇編程語(yǔ)言，使其以低能耗高功效地工作呢？

2017年，葡萄牙大學(xué)的研究人員團(tuán)隊(duì)曾發(fā)表過(guò)一篇題為《各種編程語(yǔ)言的能耗》的論文，他們比較了各個(gè)編程語(yǔ)言（及其編譯器/解釋器）的能耗，為此他們研究了 27 種知名編程語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)、內(nèi)存使用情況以及能耗。最后，C 成為了無(wú)可爭(zhēng)議的贏家，其能耗最低，而 Python 和 Perl 則處于最末位。

據(jù)悉，這項(xiàng)研究采用了多種方法論和多個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試。每種語(yǔ)言使用十個(gè)編程問(wèn)題來(lái)進(jìn)行調(diào)查，幫助研究人員獲得更具有可比性、代表性和廣泛性的程序，以及編譯/執(zhí)行選項(xiàng)和編譯器版本。

C /C++能耗最低且最快

盡管人們普遍認(rèn)為程序運(yùn)行速度更快時(shí)能源消耗會(huì)隨之降低，但論文中明確指出“更快的語(yǔ)言并不總是最節(jié)能的”，強(qiáng)調(diào)這并不像 E(nergy) = T(ime) x P(ower) 的物理定律那么簡(jiǎn)單。

比如在他們的一項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試中，Chapel 程序的執(zhí)行時(shí)間比用 Pascal 編寫的等效程序少 55%——但 Pascal 程序使用的能量少 10%。

在人們傳統(tǒng)印象中，編譯語(yǔ)言“往往”是最節(jié)能、運(yùn)行速度最快的。首先我們來(lái)看一看編譯語(yǔ)言在二叉樹測(cè)試上的結(jié)果。

不出意料，這項(xiàng)研究得出的結(jié)論為：編譯語(yǔ)言是最快和最節(jié)能的語(yǔ)言。C 和 C++ 語(yǔ)言是能耗最低且最快的語(yǔ)言。Go 是編譯語(yǔ)言中表現(xiàn)最差的語(yǔ)言，甚至比依賴虛擬機(jī)的 Java 或 Erlang 等還要糟糕，至少在二叉樹的測(cè)試中是這樣。

Perl、Lua 和 Python能耗高

下面看一下解釋型語(yǔ)言在速度與能耗方面的表現(xiàn)，由測(cè)試可知解釋型語(yǔ)言才是能耗最高的語(yǔ)言，比如 Perl、Lua 和 Python。

而5 種最慢的語(yǔ)言也是解釋型語(yǔ)言，如：Lua、Python、Perl、Ruby 和 Type。但在使用正則表達(dá)式操作字符串時(shí)，5 種最節(jié)能的語(yǔ)言中有三種解釋型語(yǔ)言，分別是 TypeScript、JavaScript 和 PHP。

請(qǐng)注意，所有測(cè)試都是在如下環(huán)境運(yùn)行：Intel Core i5-4460 Haswell CPU @ 3.20GHz，16GBRAM，Ubuntu Server 16.10 操作系統(tǒng)和Linux 4.8.0-22。考慮到如今 MicroPyhon 可以在各種微控制器上運(yùn)行，猜它在體積更小的設(shè)備上的表現(xiàn)可能不會(huì)那么糟糕。

此外，這項(xiàng)研究還根據(jù)時(shí)間、內(nèi)存和能耗參數(shù)的不同目標(biāo)組合，對(duì)每種語(yǔ)言進(jìn)行了排名，而在這些指標(biāo)中 C 語(yǔ)言始終名列前茅。這與人們長(zhǎng)久以來(lái)的認(rèn)知相同，如果你想優(yōu)化程序，提高續(xù)航時(shí)間，降低功耗，則 C 語(yǔ)言絕對(duì)是最佳選擇、匯編語(yǔ)言、SIMD 指令或加速器的自定義指令優(yōu)化某些例程。

參考鏈接：

https://www.cnx-software.com/2021/11/18/save-the-planet-program-in-c-avoid-python-perl/

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Python、Perl 墊底，C語(yǔ)言才是最環(huán)保的編程語(yǔ)言！