内容简介：重温“千万字母表问题”看多范式编程语言改进
去年 11 月写了一篇 《由“千万字母表问题”看多范式编程语言》 ，能够看到这些现代多范式语言的一些优势以及小的不足。而这些语言也在不断演进，时隔半年多我们再重温下相同问题，看看它们的改进成果。
原题目是瓜哥（@2gua）去年夏天在微博上出的一个题目：
【来做题】功能实现倒是很简单~ 用你熟悉的语言，统计一个字符串abcdefghijklmnopqrstuvwxyz…abcdefghijklmnopqrstuvwxyz（1千万个a-z，不可直接a=1千万……） 中每个字母的个数，最后输出类似图示。要求除了更好的方式（如更加Pythonic的方式），还要计算越快越好，并打印出代码执行时间（打印效果类似图示） 
上次以 Ruby 版为基准，对比了 Rust、Kotlin、Julia 与 Java 8 版的代码与速度。这次在上次的基础上增加了 Swift 语言版，并将所有语言都升级到了最新稳定版。 测试环境使用与上次相同的虚拟机（4 核 4G、操作系统为 Ubuntu 14 x64），另外追加了 AWS 新加坡区的 EC2 测试环境，配置是 c4.xlarge（4 核 7.5G）、操作系统为 Ubuntu 16 x64，AWS EC2 的波动更小、性能也更好一些。
本次测试仍采用运行多次取中位数的方式，数据如下：
| 语言 | Ruby 2.4.1 | Rust 1.17.0 | Kotlin 1.1.2-2 | Java 1.8.0_131 | Julia 0.5.2 | Swift 3.1.1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 上次用的虚拟机 | 7.586s |
3.072s |
3.611s |
5.981s |
10.363s |
22.133s |
| AWS c4.xlarge | 1.142s |
2.559s |
3.018s |
5.148s |
9.013s |
17.515s |
这次依然用 Ruby 版代码作为基准，是因为它的速度相当快，代码相对于上次无调整，参见上篇。各语言新版本在速度上都有明显提升。
Julia
从上面速度数据看，Julia 版代码还是比较慢，但这次不是垫底，并且相对于上次的速度提升非常显著，其代码依然是最简洁的：
function f()
s = repeat(join('a':'z'), 1000_0000)
Dict(c=>count(i->i==c, s) for c in 'a':'z')
end
@time print(f())
与上一版代码相比，构造字典的列表推导语法变了，需要用 Dict() 显式构造字典，否则会出现警告。其代码差异见下图：
上篇中提到了对于 Julia 的关键是性能改善。目前看来它的进步非常大，就这两次评估而言，性能上有数量级的提升，其速度提升 超过 10 倍 。
Rust
Rust 版代码变化很大。上篇中提到为了实现对数级重复写了不少冤枉代码，现在不用了，因为 Rust 在 1.16 起（这次用的是 1.17）标准库就自带字符串重复了，这一版用的代码如下：
// 编译方式 rustc -C opt-level=3 z1.rs
use std::time::SystemTime;
fn main() {
let now = SystemTime::now();
let letters: String = (b'a'..b'z'+1).map(|c| c as char).collect();
let repeated = letters.repeat(1000_0000);
for b in letters.as_bytes() {
print!("{}: {}, ", *b as char, repeated.as_bytes().iter().filter(|&x| x==b).count());
}
let elapsed = now.elapsed().unwrap();
println!("\ntime: {}.{:09}s", elapsed.as_secs(), elapsed.subsec_nanos());
}
与上一版的代码差异如下：
如图所示，新版 Rust 对 高效字符串重复 的支持，让新版代码相对于旧版省去了一大段自写代码。另外本次测试比上次快了很多，说明 Rust 新版在性能上也已 提升不少 。
Java 8
Java 版代码无变化，新的 Java 稳定版没有本质改动。但由于其他语言的进步，上次最快的代码如今在速度上已经平淡无奇了。
Kotlin
在上篇中提到 Kotlin 因为缺少 groupingBy() 与 counting() 这样的 Collector，所以性能不及 Java 8。新版的性能提升上来了，让我们看看新版的代码吧：
import kotlin.system.measureTimeMillis
fun main(args : Array<String>) {
print(measureTimeMillis {
val letters = ('a'..'z').joinToString(separator="")
val repeated = letters.repeat(1000_0000)
println(repeated.groupingBy { it }.eachCount())
} / 1000.0)
println('s')
}
与上一版的代码差异如下：
看到了什么？没错！ groupingBy 与 eachCount ，正是上篇中所 期待的功能 ！另外还有一小处改动是 Kotlin 现在也支持数字字面值分隔符了。 现在 Kotlin 有了与 Java 8 同样自然的方式，代码还简洁很多倍，替代 Java 的潜质更加明显了。如今 Kotlin 已经成为 Android 的官方开发语言，其发展势头越来越好。
Swift
这次还引入了同为现代多范式语言的 Swift，最近 《Swift is like Kotlin》 被大家疯狂转载，两门语言确实很像，就本篇讨论问题来看简洁性虽不及 Kotlin 却也还不错。而这次测试中它的速度垫底倒是没想到的。
// 编译方式 swiftc -O y1.swift
import Foundation
let date = Date()
let letters = (0..<26).map({String(UnicodeScalar(UnicodeScalar("a").value + $0)!)}).joined()
let repeated = String(repeating: letters, count: 1000_0000)
for c in letters.utf8 {
print(Character(UnicodeScalar(c)), repeated.utf8.filter{$0 == c}.count, separator:": ", terminator:", ")
}
let elapseTimeInSeconds = Date().timeIntervalSince(date as Date)
print()
print(elapseTimeInSeconds)
上面的 Swift 版代码的看起来与 Rust 版更接近一些，这并不奇怪，因为这两门语言在发展过程中存在不少相互借鉴之处，另外还可以回顾下年初 Swift 之父去特斯拉、Rust 创始人加入 Swift 的消息。
从上面代码和本次测试来看，Swift 的性能及其字符处理的简洁性方面都还有提升的空间。
小结
这一版测试结果非常令人欣慰，甚至可以说惊喜。Rust、Julia、Kotlin 在性能上均有提升，而且都达到了我在写上篇时的期望，分别是：
- Julia 的性能提升了一个数量级。
- Rust 支持高效字符串重复。
- Kotlin 支持
groupingBy与eachCount以及数字字面值分隔符。
另外 Swift 4 也快正式发布了，期待它更好表现。Rust、Julia、Kotlin、Swift 这些语言都在快速发展中，相信未来会属于这些现代多范式语言，跟紧它们的步伐吧。
以上所述就是小编给大家介绍的《重温“千万字母表问题”看多范式编程语言改进》，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持！
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