Что быстрее java или python
Производительность C++ vs. Java vs. PHP vs. Python. Тест «в лоб»
/update/ Статья обновлена по результатам обсуждения. Поправлен код Python (около 40% ускорения), написан код на Perl и Ruby (но меня терзают смутные сомнения, что с ruby я что-то сделал неправитьно), поправлен код на Java (на моей машине корректнее тестировать int, а не long. к тому же int в Java эквивалентен long в C++).
Вопрос производительности (скорости работы) различных языков часто всплывает в комментариях, на форумах, часто необоснованные :). Встречаются статьи, в которых авторы приводят примеры, где выигрывает реализация на том или ином языке.
После прочтения очередной статьи мне захотелось самому разобраться «здесь и сейчас». Сначала захотелось сравнить Java и C++ (не верил я, что в вычислительных тестах ява может догнать и обогнать cpp). 10 минут и простой код на C++ и яве готов: простой цикл и математические операции. После написания теста подумал и перевёл их на php и python. Позже добавился код на perl и ruby.
Итак, пару слов о тесте:
Алгоритм синтетический, долгий цикл (двухуровневый) и в нём вычисление математического выражения. Таким образом оценивается вычислительная производительность самого языка (интерпретатора или скомпилированного кода), никаких привязок к качеству реализации тех или иных библиотек, никаких внешних сервисов, никаких системозависимых операций (диск, сеть, графика).
1) Мне нравится ява и я честно предполагал, что результаты будут лучше. Обновлено: long в 64-х битных системах работает значительно быстрее. При работе с int в 32-х битных системах Java значительно ускоряется (на моей машине быстрее, чем C++, видимо, JVM оптимизирует исполнение по умолчанию)
2) Я догадывался, что php будет медленней C++ и Java, но не думал, что он окажется быстрее Perl.
3) Предполагал, что Python будет сопоставим с PHP, но ошибся. Видимо, стандартная поставка PHP лучше оптимизирует исполнение кода.
4) Я совсем не знаком с Ruby, код взят из одного из комментариев. Причём использован код 1, так как у меня он работает быстрее чем код 2. Возможно, это также связано с тем, что у меня 32bit-система.
5) Я достаточно уважительно отношусь к различным языкам программирования, эта статья ни одним из углов не нацелена на разжигание холиваров. Каждый язык имеет свою нишу и своих поклонников.
Чтобы не заставлять вас читать всю статью, сразу приведу краткие результаты.
Диаграмма (обновленная): 
Старый вариант здесь
На диаграмме слолбец с Ruby частично прозрачен по причине того, что на моей машине скрипт Ruby исполнялся неприлично долго, в то время как в комментарии указано, что скрипт исполняется в 4 раза быстрее скрипта на Python — я в замешательстве.
Столбец с Python прозрачен, так как при включении psyco скрипт ускоряется более чем в 10 раз. Проверил на своей машине. Но это, с моей точки зрения, хак, не отражающий собственную производительность языка.
Столбец с PERL, как могут заметить старожилы, теперь идёт вровень с Python 2.6. Причиной этому послужила смена кода с C-подобного синтаксиса на использование range. Дополнительную производительность (около 12%) можно получить использовав директиву «use integer;», но это, по-моему, тоже хак.
30
Время исполнения — на P4-1.8Ггц.
Производительность — относительно производительности базового кода на C++.
Добавлен столбец с запуском Java-кода с ключём «-server». После перехода с «long» на «int» (повторюсь, int в java такой же как и long в c++ на 32bit-arch) он начал давать прирост в производительности почти вдвое.
Столбец с Ruby 1.9 на моём железе не тестировался, результат перенесён через сравнение с производительностью Python’а на той же машине.
И, чтобы не быть голословным, тестовый код.
Java, Test01.java (int в Java то же что и long в C++):
#include
using namespace std;
int main( void ) <
long r = 0;
for ( int i = 0; i for ( int j = 0; j «answer: «
Python, Test01.py (вынос кода в функцию ускоряет работу кода почти вдвое, отдельная же инициализация range() на моей машине даёт порядка 5% производительности):
Perl, Test01.pl (обновлено, с range работает на 25% быстрее против c-подобного синтаксиса for):
Вот здесь приведён красивый пример на Perl, но, мне кажется, такой вариант уже слишком специфичен.
r = 0
for i in 0..10_000 do
for j in 0..10_000 do
r = ( r + ( i * j ) % 100) % 47
end
end
puts «answer: #»
Вот здесь в комментариях обсуждают решение на erlang.
Как видите, ничего сложного: два цикла и математическое выражение. Вычислительная задача в чистом виде.
мой оригинал — там старая версия статьи, а также информация об версиях использованного ПО и результаты тестов из консоли.
Ещё раз повторюсь: каждый язык имеет свою нишу, своих поклонников и свои задачи, с решением которых он справляется лучше других.
PS: а вообще, нет смысла загоняться и меряться чем бы то ни было, производительность самого языка важна для достаточно узкого круга задач, т.к. в общем случае, системы, библиотеки и прочая обвязка нынче несоизмеримо тяжелее самой вычислительной задачи.
Java vs Python — сравнение языков программирования
Супермен или Бэтмен. Звездные войны или Звездный путь. Кока-кола или Пепси. Выбор между Java и Python никогда не был подобным соперничеством. У этих двух языков довольно разные области применения и поддерживающие их сообщества. Java и Python настолько не похожи, что в Instagram появилась техническая метафора романтической несовместимости:
«Я не думаю, что мы подходим друг другу. Похоже, наши мысли работают по-разному.
Будто ты написана на Python, а он — на Java»
Но, поскольку они входят в группу самых популярных языков программирования, стоит обратить внимание на сходства, различия, преимущества, недостатки и идеальные варианты использования для каждого из них.
Во-первых, Java и Python имеют некоторые общие характеристики, как и ключевые различия. Оба являются мощными языками программирования с большими преданными сообществами и огромным набором библиотек, поддерживаемых легионами разработчиков. Если вы затрудняетесь что-то сделать, используя нативные возможности языка, вы, вероятно, легко найдете библиотеку, реализующую необходимый функционал.
Но Java и Python также сильно отличаются, с какой стороны ни посмотреть. Некоторые из этих различий объективны и не подлежат обсуждению. В то время как другие связаны с взглядами и предпочтениями разработчика или продиктованы средой программирования.
Например, Java — это компилируемый язык, а Python — интерпретируемый. Это различие дает каждому языку определенные преимущества и недостатки. Довольно часто бушуют споры о том, выполняется ли скомпилированный код быстрее, чем, интерпретируемый. При этом реальное положение вещей имеет тенденцию меняться от случая к случаю. Будет ли один язык выполняться быстрее другого, зависит, помимо прочего, от окружения, в котором они используются. Например, Python более приспособлен к работе в массово распараллеленном режиме на графических процессорах.
Два языка также имеют значительные синтаксические различия. Например, при написании кода на Java для определения его структуры используются фигурные скобки. В Python для выполнения тех же задач применяются отступы.
FreeCodeCamp называет код на Python: «аккуратным, читаемым и хорошо структурированным. Здесь корректная расстановка отступов нужна не только для красоты — она оказывает прямое влияние на порядок выполнения программы».
Такие структурные различия могут повлиять на то, как разработчики смотрят на языки и на скорость, с которой они программируют. Теоретически это также влияет на уровень навыков, необходимых для изучения языка. Однако в большинстве случаев проблема действительно сводится к личным предпочтениям. Более того, многие разработчики привыкли использовать IDE, среды программирования и шаблоны. Это делает проблему гораздо менее значимой.
Программисты бесконечно спорят и о других качествах этих языков. Например, некоторые утверждают, что разработчик может быть до десяти раз более продуктивным в Python. Потому что он поддерживает, среди прочего, динамическую типизацию. Другие придерживаются противоположных взглядов на проблему производительности. Большинство приводимых сторонами аргументов сводятся к не слишком полезному сравнению квадратного с круглым.
Какой язык в конечном итоге будет более продуктивным, обычно зависит от накопленного программистом опыта, стиля кодирования и требований к разработке.
Не стоит забывать, что языковые инструменты в конечном итоге превращают все, что создают программисты, в машинный код. Таким образом, выбор языка — это не вопрос того, какой код понравится машине больше. Это вопрос удовлетворения требований разработчика по удобному описанию задач машине в терминах, понятных прежде всего самому разработчику.
Тенденции в Java и Python
Хотя Java сейчас не на пике популярности, он по-прежнему один из самых используемых языков программирования. С другой стороны, Python показал астрономический рост, особенно в развитых странах с высоким уровнем дохода. Согласно некоторым источникам, Python в конечном итоге превзойдет Java по популярности.
Причины такого удивительного подъема заключаются в повышенной продуктивности разработки, языковой гибкости, разнообразии поддерживаемых библиотек, огромном сообществе и простоте обучения. Python также широко используется в таких горячих областях, как data science и искусственный интеллект. А также при создании веб-приложений, настольных приложений, сетевых серверов и медиа-инструментов.
Между тем популярность Java, возможно, снизилась из-за ее невысокой репутации в области безопасности. Сайты технических новостей, такие как The Register, с наслаждением критикуют Java. The Hill утверждает, что 88% приложений на Java имеют проблемы с безопасностью. Конечно, плохая репутация языка во многом объясняется недостатками Java-плагина для браузера. В остальном потенциальные уязвимости в Java не намного хуже, чем у других языков.
В любом случае безопасность Python тоже далека от идеала, но она пользуется большим вниманием и поддержкой со стороны специалистов в этой области. А простота использования языка может облегчить менее опытным разработчикам написание надежного кода.
Однако было бы неразумно думать о Java как о языке «из далекого прошлого». Разработчики Java продолжают добавлять новые функции. Они делают язык меньше, быстрее и гибче при использовании в крупномасштабной разработке. Мощная виртуальная машина Java (JVM) упрощает создание кроссплатформенных приложений. Java продолжает процветать в создании большого традиционного ПО, чем сегодня занимается большинство предприятий.
Более того, язык используется в 90% компаний из Fortune 500! Как ни крути, огромное количество установленных Java-приложений (как и вакансий на должность Java-разработчика) в ближайшее время точно никуда не исчезнут.
Java и Python также используют очень разные модели потоков. Python GIL или глобальная блокировка интерпретатора означает, что, в отличие от Java, Python фактически является однопоточным. Он может работать только на одном CPU-ядре одновременно. С другой стороны, использовать GPU с Python относительно легко по сравнению с аналогичным процессом в Java.
Таким образом, приложение на Python, работающее в параллельном режиме на 5120-ядерном графическом процессоре, скорее всего, оставит далеко позади полностью оптимизированное приложение на Java, запущенное на 8-ядерном CPU.
Возможно, из-за широкого диапазона позиций Java-разработчиков, было замечено, что Python-программисты обычно зарабатывают больше денег, чем Java-разработчики: 116000 долларов против 102000 долларов на Indeed и 99000 долларов против 96000 долларов на StackOverflow.
Проблема «грамотного программирования»
Кривая обучения языку программирования во многом зависит от ваших текущих знаний. От того, как вы планируете его использовать, и среды обучения. Например, если вы знакомы с программированием на C, C ++ или JavaScript и намерены писать код для стандартного приложения, процесс изучения Java будет относительно простым.
Однако, если вы никогда раньше не программировали и собираетесь использовать язык, например, для обработки каких-то научных данных, тогда вам лучше подойдет Python. В школах обучают именно этому языку. Он помогает людям очень быстро нарабатывать основные принципы написания качественного кода и имеет широкий спектр применений.
Представление кода также становится все более важным отличием между двумя языками. В прошлом разработчики использовали код в основном для создания приложений. Написанные программы обычно читались только другими разработчиками (и машинами). Долгое время лаконичный синтаксис Java имел преимущество.
Однако теперь, когда люди с разными взглядами и навыками используют языки программирования для достижения самых разных целей. Не обязательно для разработки приложений.. Python лидирует в этом качестве, потому что он полностью поддерживает грамотный подход к программированию. Literate programming — основанный Стэнфордским ученым-программистом Дональдом Кнутом.
При использовании методов грамотного программирования в одном документе содержится код, пояснительный текст, графики, изображения и всевозможные другие материалы, но при этом код остается полностью исполняемым в соответствующей среде разработки. Это позволяет докладчику или непрограммисту использовать среду способом, который немногие разработчики распознают как «написание кода».
Грамотное программирование часто применяется для:
Python напрямую поддерживает такой подход через IDE, такие как Leo и Jupyter Notebook. Вы также можете добавить эту поддержку в другие редакторы, такие как Atom, используя специальные инструкции. Напротив, аналогичный функционал в среде с использованием Java может казаться принудительно склеенным. И кривая обучения для него, как правило, выше.
Сравнение производительности
Некоторые разработчики считают, что «интерпретируемый» всегда означает «медленный». Пользователи Java часто говорят:
«Конечно, пишите код на Python или на чем-то еще, но, когда вам нужно будет масштабировать приложение, его придется переписать на Java».
Довольно сложно проводить сравнение языков по скорости, так как производительность сильно зависит от окружения. Вы можете провесит ряд тестов, которые отдадут предпочтение одному из языков. Но результаты, имеющие решающее значение, — это полученные вами в реальных проектах.
Кроме того, вы должны учитывать такие моменты, как необходимые приложению библиотеки и стиль программирования, используемый при разработке (по крайней мере, с Python). Данный вопрос более актуален для Python, так как он поддерживает несколько парадигм программирования.
Сравнивая производительность написанных на нем приложений с использованием функционального программирования и объектно-ориентированного, результаты, вероятно, будут отличаться труднопредсказуемым образом.
Также важно учитывать, как разные версии языка влияют на производительность. В реальном мире не всегда имеет смысл сравнивать только последние их выпуски. Если мы говорим о Java, то большинство приложений отстают от текущей версии на 2-3 обновления. Что касается Python, Python 3.x обычно работает быстрее, чем 2.x.
Поэтому, хотя это может показаться контрпродуктивным, некоторые программисты (и другие пользователи), занимающиеся data science, по-прежнему предпочитают использовать Python 2.x вместо 3.x из-за определенных библиотек. Обратите внимание, что сообщество Python изо всех сил пытается перейти 3 версию и в настоящее время отказалась от поддержки 2х.
В конце концов, производительность — невероятно сложный показатель. Какой язык работает быстрее всего, обычно зависит от окружения. От того, как код был написан, как он используется и запускается. Не говоря о влиянии библиотек и других внешних факторов.
Доля рынка и сообщество
Также довольно сложно сравнивать относительную популярность различных языков программирования. Но в большинстве попыток такого ранжирования — либо здесь, либо на сайтах рейтингов, Java обычно выходит на первое место. Python не отстает и находится где-то в первой пятерке.
Важно отметить, что оба языка поддерживаются большими и активными сообществами пользователей. Группы пользователей Java (JUG) существуют по всему миру. (Это геолокационное приложение позволяет вам найти ближайший к вам JUG.) Java-программисты также могут посещать крупные мероприятия, такие как JavaOne.
Сообщество Python не уступает по размаху: 1637 пользовательских Python-групп в 191 городе и 37 странах. В них участвуют более 860000 человек. События Python варьируются от встреч PyLadies, где женщины могут встречаться и программировать вместе, до PyCon и многих других.
Однако, как отмечалось ранее, истинная цель языка программирования — служить потребностям разработчика в передаче конкретной задачи машине наиболее простым и понятным способом. Для некоторых разработчиков простота означает наименьшее количество строк кода или максимальную скорость приложения.
Но проблема выходит далеко за рамки любого из этих соображений. Например, если вы специалист по данным, работающий над проектом машинного обучения, Python будет лучшим выбором. Java занимает третье место в этой группе.
Гибкость также имеет значение. При работе с Python у вас есть доступ к нескольким парадигмам программирования, которые вы можете смешивать и сопоставлять по мере необходимости в одном приложении.
Java поддерживает только один стиль: объектно-ориентированное программирование. Обратите внимание, Python поддерживает применение разных подходов в одном приложении. Это означает, вы можете использовать тот, который лучше всего решает конкретную подзадачу. И не будите полагаться на одну парадигму, независимо от того, насколько она отвечает вашим текущим потребностям.
Мультиязычность путь к победе
Дело в том, что не существует единственного лучшего языка программирования. Но каждый из них может удовлетворять некоторым требованиям, имеющим значение в данный момент времени, для конкретного проекта.
В идеале разработчики должны знать несколько языков, чтобы им не приходилось использовать язык, который плохо подходит для обозначенных целей. Такой подход облегчает адаптацию к большому числу ситуаций. Например, присоединение к команде, занимающейся обновлением приложения, написанного на языке, который вы бы не выбрали при создании данного проекта с нуля.
Тем не менее, можно сделать некоторые обобщения относительно языков программирования:
Независимо от того, близки ли вам эти предпочтения, надеюсь, что представленное сравнение поможет вам сделать собственный выбор, какой из языков программирования подходит лучше именно вам.
Почему программисты продолжают использовать многословный Java, хотя есть лаконичный Python
От переводчика: эта статья — попытка автора показать преимущества (не недостатки) языков программирования Python и Java, а также продемонстрировать двойственность любых сравнений. Что-то, что кажется преимуществом, может оказаться недостатком, и наоборот. Возможно, какие-то моменты могут показаться спорными, но это и к лучшему — в комментариях можно все обсудить, грамотно обосновав свою точку зрения. Статья подходит как для новичков, так и для программистов с опытом.
Java и Python — одинаково популярные языки программирования. Однако Python более продуктивен: в нем меньше объем кода, нужного для решения задачи. Почему же программисты до сих пор работают с Java там, где можно применить Python? Давайте разбираться.
Напоминаем: для всех читателей «Хабра» — скидка 10 000 рублей при записи на любой курс Skillbox по промокоду «Хабр».
Сравнение эффективности
Сначала давайте обсудим, почему Python более эффективен и позволяет сэкономить время при разработке веб-приложения.
Одна из основных причин того, что Python — более продуктивный язык, — динамическая типизация. Это значит, что нам не нужно ничего объявлять — мы просто задаем переменной имя и присваиваем значение. Python самостоятельно определяет ее тип согласно присвоенному значению.
А вот Java — статически типизированный язык. Все типы переменных здесь должны быть объявлены. Если допустить ошибку, то программа работать не будет или будет, но с проблемами.
Python — очень лаконичный язык: в нескольких строках может быть использовано лишь небольшое число слов. А вот Java многословен, в нем многое используется без прямой необходимости. Приведем пример — программу “Hello, World”, написанную на обоих языках.
Более того, в Python есть и другие функции, которые позволяют делать код небольшим по объему. Вот еще несколько примеров.
Меньше Boilerplate code, чем в Java
Python содержит гораздо меньше Boilerplate code, чем Java, что упрощает разработку. Java, где много Boilerplate code из-за многословности языка, иногда ставит в тупик новичков (да и не только их), поскольку для решения простой проблемы требуется приложить значительное количество усилий.
Немного существует языков программирования, которые были бы проще в изучении, чем Python. Динамически типизированная природа языка и его лаконичность, рациональность делают язык доступным для многих. Java же является более сложным языком для изучения.
Зачем использовать Java?
Ну а теперь давайте посмотрим, почему же Java все еще широко применяется, несмотря на то что работа с ним требует больших усилий, чем с Python.
У статически типизированных языков есть недостатки, большая часть которых была описана выше. Но у них есть и достоинства, которых тоже немало. Так, например, Java обеспечивает безопасность типов, которая улавливает все потенциальные ошибки во время компиляции, а не в процессе выполнения, как Python. Таким образом, вероятность появления ошибок уменьшается. В конечном итоге все это упрощает управление большими приложениями. Ошибки во время выполнения (которые появляются при разработке веб-приложений, например, на Python) сложнее идентифицировать и исправлять, чем ошибки во время компиляции.
Кроме того, анализировать Java-код гораздо легче, чем код Python, что полезно в ситуациях, когда над одним проектом работает команда программистов. Java-программисты быстро поймут код друг друга, поскольку все объявлено явно, а вот Python-программисты могут столкнуться с несколькими проблемами при чтении кода веб-приложения. Дело в том, что все определяется или отображается в ходе выполнения приложения, когда становятся известны переменные или сигнатуры.
Производительность и скорость
Собственно, ни Java, ни Python не являются лучшим вариантом для создания высоконагруженных приложений, но у первого языка есть солидные преимущества по сравнению со вторым. Все это благодаря JIT (Just-in-Time Compiler), преобразующему обычный код в машинный язык. В итоге производительность Java-приложений примерно равна производительности того, что написано на С/С++.
Python-разработчики могут использовать Cython и Jython для написания модулей С/С++ и Java-кода под Python. Но это не сильно улучшает общую скорость работы приложений. Python куда медленнее Java.
Портирование и кроссплатформенность
Оба языка являются платформонезависимыми. Однако у Java несколько лучше реализована кроссплатформенная поддержка.
Поскольку Python медленнее Java, разработчики Python часто нуждаются в делегировании некоторых задач библиотекам, написанным на других языках, вроде С++ или Fortran. Следовательно, компаниям, которые используют Python, могут понадобиться персонал, инструменты и инфраструктура для разработки модулей, например, на C или использования существующих библиотек C/C++. Таким образом, вы можете потерять независимость от платформы, которую обещает чистый Python. А вот в случае Java ничего такого не нужно — разработчики работают лишь с Java.
Concurrency vs. Parallelism
Java предоставляет полную поддержку для concurrency с самого начала. Кроме того, есть несколько отличных функций для обеспечения параллелизма и многопоточности. Java также поддерживает параллельное программирование лучше, чем Python. Из-за GIL (Global Interpreter Lock), который ограничивает работу Python одним процессором, этот язык не может предложить того же.
И в Python, и в Java много отличных библиотек и фреймворков. Но Java предпочтительнее для разработки корпоративных приложений благодаря многообразию библиотек и сред, ориентированных на создание высоконагруженных приложений в этой сфере. Они поддерживаются обширным сообществом разработчиков из крупных компаний. Следовательно, программирование корпоративных приложений становится намного проще. Мощная и развернутая экосистема является причиной того, что так много языков ориентированы на JVM: Scala, Kotlin, Clojure, Groovy и т.д. Кроме того, в Java есть мощные инструменты управления зависимостями, такие как Gradle и Maven.
Оба языка используются практически во всех направлениях IT, включая десктопные системы, веб, искусственный интеллект, научные вычисления и аналитику. Да, Python имеет больше преимуществ в такой сфере, как аналитика. Но вот мобильные устройства — это ниша, где доминирует Java.
Примечательно, что Java является одним из официальных языков программирования под Android, конкурируя только с Kotlin. Большая часть приложений, работающих на устройствах Android, включая смартфоны или планшеты, разрабатывается на Java. Язык с успехом используется и во встраиваемых системах.
Хотя мы можем разрабатывать мобильные приложения на Python, используя библиотеку Kiwi, это не лучший способ.
У Java здесь явное преимущество благодаря JDBC (Java DataBase Connectivity). Это платформонезависимый промышленный стандарт взаимодействия Java-приложений с различными СУБД, реализованный в виде пакета java.sql, входящего в состав Java SE. JDBC основан на концепции так называемых драйверов, позволяющих получать соединение с базой данных по специально описанному URL.
В качестве заключения
Java и Python — отличные, мощные языки. У каждого своя собственная ниша, и, как мы видим, оба имеют явные преимущества в той либо иной сфере, так что смысла спорить о том, какой из них лучше, нет. У них просто разная философия. В то время как Java создавалась для того, чтобы снизить вероятность появления ошибки, Python был разработан для того, чтобы программист мог быстрее достичь поставленной цели.