我想问一下Haskell和C++编译器是否可以以同样的方式优化函数调用。 请看下面的代码。在下面的示例中，Haskell 明显比 C++ 快。

我听说 Haskell 可以编译为 LLVM，并且可以通过 LLVM 通道进行优化。此外，我听说 Haskell 在幕后有一些重要的优化。 但以下示例应该能够以相同的性能工作。 我想问一下：

1. 为什么我的 C++ 示例基准比 Haskell 慢？
2. 代码可以进一步优化吗？

（我正在使用 LLVM-3.2 和 GHC-7.6）。

C++代码：

#include <cstdio>
#include <cstdlib>

int b(const int x){
    return x+5;
}

int c(const int x){
    return b(x)+1;
}

int d(const int x){
    return b(x)-1;
}

int a(const int x){
    return c(x) + d(x);
}

int main(int argc, char* argv[]){
    printf("Starting...\n");
    long int iternum = atol(argv[1]);
    long long int out = 0;
    for(long int i=1; i<=iternum;i++){
        out += a(iternum-i);
    }
    printf("%lld\n",out);
    printf("Done.\n");
}

编译为clang++ -O3 main.cpp

哈斯克尔代码：

module Main where
import qualified Data.Vector as V
import System.Environment
b :: Int -> Int
b x = x + 5
c x = b x + 1
d x = b x - 1
a x = c x + d x
main = do
   putStrLn "Starting..."
   args <- getArgs
   let iternum = read (head args) :: Int in do
      putStrLn $ show $ V.foldl' (+) 0 $ V.map (\i -> a (iternum-i))
         $ V.enumFromTo 1 iternum
      putStrLn "Done."

编译为ghc -O3 --make -fforce-recomp -fllvm ghc-test.hs

速度结果：

Running testcase for program 'cpp/a.out'
-------------------
cpp/a.out 100000000      0.0%   avg time: 105.05 ms 
cpp/a.out 200000000      11.11% avg time: 207.49 ms 
cpp/a.out 300000000      22.22% avg time: 309.22 ms 
cpp/a.out 400000000      33.33% avg time: 411.7 ms 
cpp/a.out 500000000      44.44% avg time: 514.07 ms 
cpp/a.out 600000000      55.56% avg time: 616.7 ms 
cpp/a.out 700000000      66.67% avg time: 718.69 ms
cpp/a.out 800000000      77.78% avg time: 821.32 ms 
cpp/a.out 900000000      88.89% avg time: 923.18 ms 
cpp/a.out 1000000000     100.0% avg time: 1025.43 ms


Running testcase for program 'hs/main'
-------------------
hs/main 100000000    0.0%   avg time: 70.97 ms (diff: 34.08)
hs/main 200000000    11.11% avg time: 138.95 ms (diff: 68.54)
hs/main 300000000    22.22% avg time: 206.3 ms (diff: 102.92)
hs/main 400000000    33.33% avg time: 274.31 ms (diff: 137.39)
hs/main 500000000    44.44% avg time: 342.34 ms (diff: 171.73)
hs/main 600000000    55.56% avg time: 410.65 ms (diff: 206.05)
hs/main 700000000    66.67% avg time: 478.25 ms (diff: 240.44)
hs/main 800000000    77.78% avg time: 546.39 ms (diff: 274.93)
hs/main 900000000    88.89% avg time: 614.12 ms (diff: 309.06)
hs/main 1000000000   100.0% avg time: 682.32 ms (diff: 343.11)

EDIT当然我们不能比较语言的速度，而是比较实现的速度。

但我很好奇 Ghc 和 C++ 编译器是否可以以同样的方式优化函数调用

我根据您的帮助使用新的基准和代码编辑了问题:)

如果您的目标是让它像 C++ 编译器一样快地运行，那么您 想要使用编译器可以随意使用的数据结构。

module Main where

import qualified Data.Vector as V

b :: Int -> Int
b x = x + 5
c x = b x + 1
d x = b x - 1

a x = c x + d x

main = do
    putStrLn "Starting..."
    putStrLn $ show $ V.foldl' (+) 0 $ V.map a $ V.enumFromTo 1 100000000
    putStrLn "Done."

GHC 能够完全消除循环，只需插入一个常量即可 由此产生的组件。在我的计算机上，现在的运行时间为

作为基于 @Yuras 评论的后续行动，核心由 基于向量的解决方案和流融合解决方案在功能上是 完全相同的。

Vector

main_$s$wfoldlM'_loop [Occ=LoopBreaker]
  :: Int# -> Int# -> Int#

main_$s$wfoldlM'_loop =
  \ (sc_s2hW :: Int#) (sc1_s2hX :: Int#) ->
    case <=# sc1_s2hX 100000000 of _ {
      False -> sc_s2hW;
      True ->
        main_$s$wfoldlM'_loop
          (+#
             sc_s2hW
             (+#
                (+# (+# sc1_s2hX 5) 1)
                (-# (+# sc1_s2hX 5) 1)))
          (+# sc1_s2hX 1)
    }

流融合

$wloop_foldl [Occ=LoopBreaker]
  :: Int# -> Int# -> Int#

$wloop_foldl =
  \ (ww_s1Rm :: Int#) (ww1_s1Rs :: Int#) ->
    case ># ww1_s1Rs 100000000 of _ {
      False ->
        $wloop_foldl
          (+#
             ww_s1Rm
             (+#
                (+# (+# ww1_s1Rs 5) 1)
                (-# (+# ww1_s1Rs 5) 1)))
          (+# ww1_s1Rs 1);
      True -> ww_s1Rm
    }

唯一真正的区别是比较操作的选择 终止条件。两个版本都编译为紧尾递归循环 可以通过 LLVM 轻松优化。