🥇Condições em Go e suas peculiaridades

O que você acha, esses dois tipos de verificação de condições dentro do loop têm performance equivalente?

		
if a > b && c*2 > d {
	....
}
// e
if a  d {
 ....
}

Tudo começou com um "exercício para o cérebro", era necessário dar um exemplo de busca ótima em um array de números inteiros [-x….x] para o maior número par. Fiquei curioso para saber o quanto a performance seria maior se usássemos a multiplicação lógica por 1 para determinar se é um número par ou não.


//у четных чисел последний бит всегда равен 0
value & 1 == 0
//vs классический метод
value % 2 == 0

Minha experiência em programação com Go não é muito grande, pouco mais de um ano e meio. Embora eu o tenha usado com frequência, foi principalmente para propósitos utilitários (talvez exceto por um projeto relacionado a um serviço http de alta carga). Por isso, iniciei exatamente por ele. Abrimos o GoLand e escrevemos um teste simples.


package main
import (
	"fmt"
	"log"
	"math"
	"math/rand"
	"time"
)
const size = 100000000 //math.MaxInt32*2
type Result struct {
	Name     string
	Duration time.Duration
	Value    int32
}

func main() {
	log.Println("capacidade inicial do array: " + fmt.Sprint(size))
	var maxValue int32
        // Vamos variar o intervalo de números do mínimo 
        // ao máximo. Quanto menor o intervalo, mais 
        // tempo do processador será gasto na operação 
        // de comparação do número atual com o já encontrado e vice-versa.
	for maxValue = 128; maxValue  $current && value%2 == 0 {
			current = value
		}
	}
	duration := time.Since(start)
	result := Result{name, duration, current}
	return result
}

func maxEvenConjunction(name string, arr []int32) Result {
	start := time.Now()
	var current int32 = math.MinInt32
	for _, value := range arr {
		if value > current && value&1 == 0 {
			current = value
		}
	}
	duration := time.Since(start)
	result := Result{name, duration, current}
	return result
}$

Obtemos um resultado que mostra que quanto maior o threshold, mais frequentes são as flutuações em termos de performance.

Comparelimite máximo: 128 resultado maxEvenDividing: 126 duração 116.0067ms resultado maxEvenConjunction: 126 duração 116.0066ms

limite máximo: 16384
maxEvenDividing resultado: 16382 duração 115.0066ms
maxEvenConjunction resultado: 16382 duração 111.0064ms

......

limite máximo: 8388608
maxEvenDividing resultado: 8388606 duração 109.0063ms
resultado do maxEvenConjunction: 8388606 duração 109.0062ms

limite máximo: 16777216
resultado do maxEvenDividing: 16777214 duração 108.0062ms
resultado do maxEvenConjunction: 16777214 duração 109.0062ms

limite máximo: 33554432
resultado do maxEvenDividing: 33554430 duração 114.0066ms
resultado do maxEvenConjunction: 33554430 duração 110.0063ms

limite máximo: 67108864
resultado do maxEvenDividing: 67108860 duração 111.0064ms
resultado do maxEvenConjunction: 67108860 duração 109.0062ms

limite máximo: 134217728
resultado do maxEvenDividing: 134217726 duração 108.0062ms
resultado do maxEvenConjunction: 134217726 duração 109.0063ms

limite máximo: 268435456
resultado do maxEvenDividing: 268435446 duração 111.0063ms
resultado do maxEvenConjunction: 268435446 duração 110.0063ms

É claro que, nesse caso, para diferentes limites máximos temos diferentes conjuntos de dados para teste, a carga do processador (no meu notebook i5-2540M) varia em torno de 20 a 30%, e a memória consumida pelo aplicativo rodando no GoLand é de aproximadamente 813MB — isso também afeta a precisão do resultado, é necessário implementar o salvamento dos conjuntos de teste no disco e executar todos os testes para cada limite isoladamente.

E ao refletir sobre como implementar tudo isso com o mínimo de custos, corrigi automaticamente a verificação da condição.

		
if value > current && value&1 == 0 {
	current = value
}

para

		
if value <= current {
        continue;
}
if value&1 == 0 {
	current = value
}

rodo os testes novamente... e não consigo entender nada 🙂

O tempo gasto para a execução começa a diferir não em porcentagens ou frações de porcentagem, mas em 10 a 15%. Escrevo rapidamente mais 2 testes:

		
func maxEvenDividing2(name string, arr []int32) Result {
	start := time.Now()
	var current int32 = math.MinInt32
	for _, value := range arr {
		if value <= current {
			continue
		}

		if value%2 == 0 {
			current = value
		}
	}
	duration := time.Since(start)
	result := Result{name, duration, current}
	return result
}

func maxEvenConjunction2(name string, arr []int32) Result {
	start := time.Now()
	var current int32 = math.MinInt32
	for _, value := range arr {
		if value <= current {
			continue;
		}
		if value&1 == 0 {
			current = value
		}
	}
	duration := time.Since(start)
	result := Result{name, duration, current}
	return result
}

rodo e recebo esta imagem:capacidade inicial do array: 100000000

limite máximo: 128
resultado do maxEvenDividing: 126 duração 116.0066ms
resultado do maxEvenDividing2: 126 duração 79.0045ms
resultado do maxEvenConjunction: 126 duração 114.0065ms
resultado do maxEvenConjunction2: 126 duração 83.0048ms

limite máximo: 256
resultado do maxEvenDividing: 254 duração 111.0063ms
resultado do maxEvenDividing2: 254 duração 77.0044ms
resultado do maxEvenConjunction: 254 duração 110.0063ms
resultado do maxEvenConjunction2: 254 duração 80.0046ms

limite máximo: 512
resultado do maxEvenDividing: 510 duração 114.0066ms
resultado do maxEvenDividing2: 510 duração 80.0045ms
resultado do maxEvenConjunction: 510 duração 110.0063ms
resultado do maxEvenConjunction2: 510 duração 80.0046ms

limite máximo: 1024
resultado do maxEvenDividing: 1022 duração 109.0063ms
resultado do maxEvenDividing2: 1022 duração 77.0044ms
resultado do maxEvenConjunction: 1022 duração 111.0063ms
resultado do maxEvenConjunction2: 1022 duração 81.0047ms

limite máximo: 2048
resultado do maxEvenDividing: 2046 duração 114.0065ms
resultado do maxEvenDividing2: 2046 duração 79.0045ms
resultado do maxEvenConjunction: 2046 duração 113.0065ms
maxEvenConjunction2 resultado: 2046 duração 81.0046ms

limite máximo: 4096
maxEvenDividing resultado: 4094 duração 114.0065ms
maxEvenDividing2 resultado: 4094 duração 80.0046ms
maxEvenConjunction resultado: 4094 duração 111.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 4094 duração 78.0045ms

limite máximo: 8192
maxEvenDividing resultado: 8190 duração 107.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 8190 duração 77.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 8190 duração 111.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 8190 duração 77.0044ms

limite máximo: 16384
maxEvenDividing resultado: 16382 duração 109.0063ms
maxEvenDividing2 resultado: 16382 duração 77.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 16382 duração 108.0062ms
maxEvenConjunction2 resultado: 16382 duração 77.0044ms

limite máximo: 32768
maxEvenDividing resultado: 32766 duração 112.0064ms
maxEvenDividing2 resultado: 32766 duração 77.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 32766 duração 109.0062ms
maxEvenConjunction2 resultado: 32766 duração 78.0045ms

limite máximo: 65536
maxEvenDividing resultado: 65534 duração 109.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 65534 duração 75.0043ms
maxEvenConjunction resultado: 65534 duração 109.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 65534 duração 79.0045ms

limite máximo: 131072
maxEvenDividing resultado: 131070 duração 108.0061ms
maxEvenDividing2 resultado: 131070 duração 76.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 131070 duração 110.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 131070 duração 80.0046ms

limite máximo: 262144
maxEvenDividing resultado: 262142 duração 110.0063ms
maxEvenDividing2 resultado: 262142 duração 76.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 262142 duração 107.0061ms
maxEvenConjunction2 resultado: 262142 duração 78.0044ms

limite máximo: 524288
maxEvenDividing resultado: 524286 duração 109.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 524286 duração 78.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 524286 duração 109.0062ms
maxEvenConjunction2 resultado: 524286 duração 80.0046ms

limite máximo: 1048576
maxEvenDividing resultado: 1048574 duração 109.0063ms
maxEvenDividing2 resultado: 1048574 duração 80.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 1048574 duração 114.0066ms
maxEvenConjunction2 resultado: 1048574 duração 78.0044ms

limite máximo: 2097152
maxEvenDividing resultado: 2097150 duração 111.0064ms
maxEvenDividing2 resultado: 2097150 duração 79.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 2097150 duração 112.0064ms
maxEvenConjunction2 resultado: 2097150 duração 77.0044ms

limite máximo: 4194304
maxEvenDividing resultado: 4194302 duração 111.0063ms
maxEvenDividing2 resultado: 4194302 duração 78.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 4194302 duração 111.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 4194302 duração 77.0044ms

limite máximo: 8388608
maxEvenDividing resultado: 8388606 duração 109.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 8388606 duração 78.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 8388606 duração 114.0065ms
maxEvenConjunction2 resultado: 8388606 duração 78.0045ms

limite máximo: 16777216
maxEvenDividing resultado: 16777214 duração 109.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 16777214 duração 77.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 16777214 duração 109.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 16777214 duração 77.0044ms

limite máximo: 33554432
maxEvenDividing resultado: 33554430 duração 113.0065ms
maxEvenDividing2 resultado: 33554430 duração 78.0045ms
resultado do maxEvenConjunction: 33554430 duração 110.0063ms
maxEvenConjunction2 resultado: 33554430 duração 80.0045ms

limite máximo: 67108864
maxEvenDividing resultado: 67108860 duração 112.0064ms
maxEvenDividing2 resultado: 67108860 duração 77.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 67108860 duração 112.0064ms
maxEvenConjunction2 resultado: 67108860 duração 80.0046ms

limite máximo: 134217728
maxEvenDividing resultado: 134217726 duração 109.0063ms
maxEvenDividing2 resultado: 134217726 duração 78.0044ms
maxEvenConjunction resultado: 134217726 duração 114.0065ms
maxEvenConjunction2 resultado: 134217726 duração 81.0047ms

limite máximo: 268435456
maxEvenDividing resultado: 268435446 duração 111.0064ms
maxEvenDividing2 resultado: 268435446 duração 79.0045ms
maxEvenConjunction resultado: 268435446 duração 114.0065ms
maxEvenConjunction2 resultado: 268435446 duração 79.0045ms

limite máximo: 536870912
maxEvenDividing resultado: 536870910 duração 107.0062ms
maxEvenDividing2 resultado: 536870910 duração 76.0043ms
maxEvenConjunction resultado: 536870910 duração 109.0062ms
maxEvenConjunction2 resultado: 536870910 duração 80.0046ms

Não encontrei uma explicação clara do porquê o compilador Go não otimiza o código e sempre verifica a segunda condição, mesmo que a primeira seja falsa — talvez eu simplesmente não esteja vendo algum erro óbvio? Ou preciso indicar algumas instruções especiais para o compilador? Ficaria feliz com comentários esclarecedores.

PS: Sim, por curiosidade, executei testes semelhantes em Java 5 e Java 7/8 — tudo claro, o tempo de execução é igual.

Fonte: habr.com

As peculiaridades e estranhezas das condições em Go