为什么Python运行C++函数比C++通过main()函数运行自己的函数更快？

Question

我写了一个非常简单粗暴的函数来检查一个数字是否是质数。这个循环会跑到1,000,000。我把这个C++代码编译成了一个共享库，然后用Python调用了这个函数，接着又在C++的main()函数里运行了同样的函数。为什么时间显示Python比C++快呢？

我的C++代码 (cppcode.cpp):

#include <iostream>
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;

bool isPrime(long number) {
    if(number == 2) {
        return true;
    }
    for(int i = 3; i < number; i++) {
        if(number % i == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

void runcpp(void) {
    for(int i = 2; i < 1000000; i++) {
        if(isPrime(i)) {
            std::cout << i << " is a prime number!" << std::endl;
        }
    }
}

BOOST_PYTHON_MODULE(cppcode)
{
    def("runcpp", runcpp);
}

int main() {
    runcpp();
    return 0;
}

我的Python代码 (main.py):

import cppcode
if __name__ == "__main__":
    cppcode.runcpp()

命令行输出:

$ g++ -Wall -shared -fPIC cppcode.cpp -o cppcode.so -lpython2.7 -lboost_python -I/usr/include/python2.7/
$ g++ -Wall cppcode.cpp -o main -lpython2.7 -lboost_python -I/usr/include/python2.7/
$ (time python main.py >> time.txt) && (time ./main >> time.txt)

real    10m26.519s
user    10m25.042s
sys     0m0.737s

real    10m48.754s
user    10m47.796s
sys     0m0.763s

从上面的命令行输出可以看到，当Python运行C++的“runcpp”函数时，比C++的main()函数运行同样的“runcpp”函数快了大约20秒。有人知道为什么Python执行同样的函数比C++快吗？还是我理解错了？

Answer 1

把所有的打印语句去掉——这些会让程序暂停，而你正在测量的是系统在进行输入输出时花费的时间，这个时间变化很大，会掩盖你用Python和纯C++运行时之间的任何差异。

试着做一些比较复杂的数学计算，比如找出前1000个质数，这样比较会更公平一些。

不过，我不指望你的C++程序会比Python程序快多少，甚至可能没有什么明显的差别。大部分情况下，它们的速度应该差不多，Python唯一可能的劣势就是它的解释器启动时间。