C 语言是“最环保”的编程语言_碳排放用c语言写程序

提到编程语言人们第一时间想到的无非是哪个编程语言简单易学亦或是最挣钱等。但是编程语言功耗问题却被很多人忽视。那么作为程序员的我们如何选择编程语言使其以低能耗高功效地工作呢

对于以上问题葡萄牙大学的研究人员于2017年发表了一篇研究论文《Energy Efficiency across Programming Languages》对 27 种知名软件语言的运行速度、内存使用和能耗进行了研究结果表明 C 语言依旧宝刀未老凭借其精确的内存管理轻量的设计模式荣获“最环保”的编程语言的称号。

更快的语言并不总是最节能

据悉研究人员基于 Computer Language Benchmarks Game标准对每种语言使用十个编程问题来进行调查帮助研究人员获得更具有可比性、代表性和广泛性的程序以及编译/执行选项和编译器版本。Computer Language Benchmarks GameComputer 是一个用于比较性能的免费软件项目其中包含一组标准的算法问题和用于运行测试的框架。

此外研究人员表示运行各种基准测试非常重要因为它们的结果会由于所执行的测试而有所不同。即使在同一测试中「最佳」语言也取决于测试者的标准是什么。

尽管人们普遍认为程序运行速度更快时能源消耗会随之降低但论文中明确指出“更快的语言并不总是最节能的”强调这并不像 E(nergy) = T(ime) x P(ower) 的物理定律那么简单。

比如在他们的一项基准测试中Chapel 程序的执行时间比用 Pascal 编写的等效程序少 55%——但 Pascal 程序使用的能量少 10%。

C 语言最节能

在人们传统印象中编译语言“往往”是最节能、运行速度最快的。对此研究人员用数字来量化这种差异结果表明编译语言仅需要花费 120焦耳能量来运行解决方案而虚拟机和解释型语言要分别花费 576焦耳 和 2365 焦耳。

而在比较执行时间时研究者也采用了相同的精度就平均而言编译语言花费 5103 毫秒虚拟机语言花费 20623 毫秒解释型语言花费 87614 毫秒。除此之外编译语言在内存占用方面也稳居前5。

此外研究人员还根据编程语言的执行类型编译、虚拟机或解释和编程范式命令式、函数式、面向对象和脚本对结果进行了分析。

5 种最慢的语言都是解释型语言Lua、Python、Perl、Ruby 和 Type。5 种能耗最多的语言也都是解释型语言Perl、Python、Ruby、JRuby 和 Lua。。但在使用正则表达式操作字符串时5 种最节能的语言中有三种解释型语言分别是 TypeScript、JavaScript 和 PHP。

根据上图显示如果基于能耗和执行时间两个基准来看 C 语言是最佳的解决方案。如果用户想在节省内存的同时还能更快地执行那么 C 语言、Pascal 和 Go 语言是不错的选择。总的来说如果用户只是想在使用更少内存的同时节省能源那么最好的选择是 C 语言或 Pascal。

最后研究人员总结道“如果你正在寻找一种最好的编程语言这个问题没有最终答案。尽管每个基准测试中最节能的语言几乎总是最快没有哪一种语言是经久不衰可以永远好过其他编程语言的。

参考链接

• https://thenewstack.io/which-programming-languages-use-the-least-electricity/
• https://hackaday.com/2021/11/18/c-is-the-greenest-programming-language/

论文链接

• https://greenlab.di.uminho.pt/wp-content/uploads/2017/10/sleFinal.pdf?utm_source=thenewstack&utm_medium=website&utm_campaign=platform