【JAVA】深深跪了，OJ题目JAVA与C运行效率对比（附带清华北大OJ内存计算的对比）
看了园友的评论之后，我也好奇清橙OJ是怎么计算内存占用的。重新测试的情况附在原文后边。
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最近自学Java，试着用Java刷几道OJ的题来熟悉基本语法。
起初几道简单题，没太留意程序的执行效率。今天做了一道简单的递归题，竟然运行超时了！由于本人算法方面功底太差，不懂的如何优化，想了个投机的办法应付了过去。但又觉得不可思议，照以前用C语言刷OJ的经验，不可能这种规模的数据就运行超时。于是我将代码从eclipse复制黏贴到VC中，改成C程序，重新测试，结果惊人。
以下是详细情况：
一、题目
题目位于：http://oj.tsinsen.com/ViewGProblem.page?gpid=A1069
问题描述
2 7 6
9 5 1
4 3 8
你的任务是找出字典序第K小的4阶幻方。
这里的幻方的字典序定义为：把幻方按行优先排成一条N^2的序列后的字典序(如上面这个幻方，排成这样一条序列：2 7 6 9 5 1 4 3 8)。
其中K<=100。
字典序的定义为：在某一系列字符串中，首先按照第一个字符明确其先后顺序，如果第一个字符相同，则根据第二个字符的大小关系明确其先后关系。以此类推 。例如：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11在2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11之前
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11在1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11之前
12 14 3 5
13 7 10 4
8 11 6 9
Java代码
import java.util.Scanner;
public class Main {
static boolean[] used = new boolean[17];
static int k;
static int[][] ary = new int[4][4];
static boolean found = false;
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
k = input.nextInt();
for (int i = 1; i <= 16; i++)
used[i] = false;
if (k < 70) {
recursion(0);
}
else {
k -= 69;
ary[0][0] = 1;
ary[0][1] = 7;
used[1] = true;
used[7] = true;
recursion(2);
}
}
public static void recursion(int n) {
int x = n / 4, y = n % 4;
if (found) return;
if (n == 16) {
k--;
if (k == 0) {
printMagicSquare();
found = true;
}
return;
}
for (int i = 1; i <= 16; i++) {
if (!used[i]) {
if (x == 3 && (ary[0][y] + ary[1][y] + ary[2][y] + i) != 34)
continue;
if (y == 3 && (ary[x][0] + ary[x][1] + ary[x][2] + i) != 34)
continue;
if (x == 3 && y == 0 && (ary[0][3] + ary[1][2] + ary[2][1] + i) != 34)
continue;
if (x == 3 && y == 3 && (ary[0][0] + ary[1][1] + ary[2][2] + i) != 34)
continue;
used[i] = true;
ary[x][y] = i;
recursion(n + 1);
used[i] = false;
}
}
}
public static void printMagicSquare() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(ary[i][j] + " ");
}
System.out.println(ary[i][3]);
}
}
}
Java代码
main中原本是直接调用recursion(0)，一运行，尼玛运行超时！评测结果如下：
遂加入了那个if(k<70)的判断语句，把上边两个较大的节点也通过了。
但这很不靠谱，因为这题简单，k限制在100以内。再大一些的话，用条件判断是解决不了问题的（除非有超强毅力写一大堆if，全体遍历一遍自动生成if语句倒是个办法）。
三、C解答
于是我把代码复制到VC中，删掉class，把boolean类型改成int类型，去掉了那个if(k<70)的判断语句，代码如下：
C代码
#include <stdio.h>
int used[17]; //0-false 1-true
int k;
int ary[4][4];
int found = 0;
void recursion(int n);
void printMagicSquare();
int main() {
int i;
scanf("%d", &k);
for (i = 1; i <= 16; i++)
used[i] = 0;
// if (k < 70) {
recursion(0);
/* }
else {
k -= 69;
ary[0][0] = 1;
ary[0][1] = 7;
used[1] = 1;
used[7] = 1;
recursion(2);
}*/
return 0;
}
void recursion(int n) {
int x = n / 4, y = n % 4;
int i;
if (found) return;
if (n == 16) {
k--;
if (k == 0) {
printMagicSquare();
found = 1;
}
return;
}
for (i = 1; i <= 16; i++) {
if (!used[i]) {
if (x == 3 && (ary[0][y] + ary[1][y] + ary[2][y] + i) != 34)
continue;
if (y == 3 && (ary[x][0] + ary[x][1] + ary[x][2] + i) != 34)
continue;
if (x == 3 && y == 0 && (ary[0][3] + ary[1][2] + ary[2][1] + i) != 34)
continue;
if (x == 3 && y == 3 && (ary[0][0] + ary[1][1] + ary[2][2] + i) != 34)
continue;
used[i] = 1;
ary[x][y] = i;
recursion(n + 1);
used[i] = 0;
}
}
}
void printMagicSquare() {
int i, j;
for (i = 0; i < 4; i++) {
for (j = 0; j < 3; j++) {
printf("%d ", ary[i][j]);
}
printf("%d
", ary[i][3]);
}
}
C代码
这次的评测结果如下：
亮瞎狗眼有木有！！！
之前在看斯坦福《编程方法学》公开课视频时，老师有说，Java的运行效率比普通语言慢3倍左右。从上面的运行时间看的确差不多。但是在同一数量级上的。
但本题中，最深17层的递归，Java用了34MB内存，C语言只用了808KB，差距非常大。
以我目前所学的，有以下猜测：
1、Java运行于Java虚拟机上，装载字节文件等本身需要消耗内存空间。
2、Java中的数组都是类，封装了很多数据域和方法，占用一定内存空间；C中数组就是一段连续的内存空间，相对小巧。
3、Java中的栈中，递归时压栈的信息丰富很多，除了跟C一样的返回地址、参数信息，Java中还会保存异常处理链等地址、参数，所以每次递归会占用不少内存。
也不知上述猜测是否是主要原因，还请Java方面的前辈指教~
---------------------------------------------------这也是切割线--------------------------------------------------
鉴于想知道清橙OJ到底有没有把虚拟机的内存也算进程序运行内存，我去提交了A+B Problem.
清华的清橙网：http://oj.tsinsen.com
北大的POJ：http://poj.org
A+B Problem是绝大多数在线评测网站的第一题，内容为：
问题描述
输出A+B。
我分别写了Java和C的代码，如下：
C Code
#include <stdio.h>
int main() {
int a, b;
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("%d
", a+b);
return 0;
}
C Code
Java Code
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
int a = input.nextInt(), b = input.nextInt();
System.out.println(a+b);
}
}
Java Code
一、清华-清橙
清橙上JAVA的评测结果为：
| 评测点编号 | 评测结果 | 得分 | 运行时间 | 内存使用 |
|---|---|---|---|---|
|
1
|
正确
|
10.00
|
109ms
|
34.21MB
|
|
2
|
正确
|
10.00
|
93ms
|
34.23MB
|
|
3
|
正确
|
10.00
|
109ms
|
34.24MB
|
|
4
|
正确
|
10.00
|
125ms
|
34.20MB
|
|
5
|
正确
|
10.00
|
109ms
|
34.24MB
|
|
6
|
正确
|
10.00
|
125ms
|
34.24MB
|
|
7
|
正确
|
10.00
|
93ms
|
34.24MB
|
|
8
|
正确
|
10.00
|
109ms
|
34.24MB
|
|
9
|
正确
|
10.00
|
109ms
|
34.21MB
|
|
10
|
正确
|
10.00
|
93ms
|
34.21MB
|
C的评测结果为：
| 评测点编号 | 评测结果 | 得分 | 运行时间 | 内存使用 |
|---|---|---|---|---|
|
1
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
2
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
3
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
4
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
5
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
6
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
7
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
8
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
9
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
|
10
|
正确
|
10.00
|
0ms
|
784.0KB
|
跟上边的递归题目比较，发现，java的内存占用始终在34MB左右，C的内存占用从808K降低至784K。
结论：清橙不靠谱。。。把java虚拟机也算进去了。。。
以前上程设导论课有些题目规定占用内存不许超过1MB，用java妥妥死翘。。。Otz。。。
二、北大-POJ
既然清华不靠谱，我就打开北大的也试试，程序还是上面两个，结果如下：
Java： 3024K 735MS
C： 164K 16MS
我表示凌乱了。。。不知道这个是怎么计算的。。。
求问怎么自己测试。。。