From: Shigeo Kobayashi <shigeo@...>
Date: 2000-01-30T00:20:41+09:00
Subject: [ruby-dev:9042] Ruby's overhead


小林です。

なんとか、BigFloat が少し安定したので 1.0.0 に
して RAA に入れました。new その他の仕様を変
更しました（今までダウンロードされた方、影響は
ないですよね？）。詳しくは、中に bigfloat.html が
ありますので、そちらを参照してください。

で、以下のようにπを 4000 桁まで計算するプロ
グラムを Ruby で作ってみました。この時間と、
BigFloat::PI(4000) と比べてみました（pi.rb はまだ
試していません）。ロジックはどちらも全く同じです。
従って、時間差は Ruby のオーバーヘッドになる
と思います。
結果は AMD K6(266MHz) で BigFloat::PI(4000)
が 4.89 秒、Ruby が 9.48 秒でした。このような
計算は内部計算の比率が高いので、Ruby の
オーバーヘッド比率は少ないと思っていた私に
は、やや意外でした。反面、内部は整数計算だし、
こんなものかな？という気もします。急造試験な
ので、間違いを恐れるものではありますが、皆さ
んはどうとらえますか ？

なを、このπロジック（プログラム）は松阪大学の
奥村晴彦さんが以下のURLで公開している Java
の BigDecimal を使用したものと同じです。
http://www.matsusaka-u.ac.jp/~okumura/java/keisan-big.html
BigDecimal と BigFloat の扱いはかなり異なる
（と思われる）のに、 BigFloat::PI() はこれとほとん
ど同じスピードです。　(^。^)


require "BigFloat"

#
# PI (Calculates 3.1415.... using J. Machin's formula.
#
# 1. Calculate 'sig' figures using BigFloat::PI(sig).
# 2. Calculate the same 'sig' figures using Ruby's iteration
#    with the same formula.
# 3. Compares time consumed.
#

sig = 4000 # <== Number of significant figures

exp    = -sig
sig    = sig + sig/100    # no theoretical reason
pi     = BigFloat::new("0")
two    = BigFloat::new("2")
m25    = BigFloat::new("-0.04")
m57121 = BigFloat::new("-57121")

k = BigFloat::new("1")
t = BigFloat::new("-80")
v = BigFloat::new("0",sig)
u = BigFloat::new("0",sig)

ts  = Time::now
vpi = BigFloat::PI(sig)   # 1. Step 1
tvp = Time::now - ts
# p vpi   
n1 = 0
n2 = 0
ts = Time::now
while (true)              # 2. Step 2
 n1 += 1
 # BigFloat::divmod!(v,t,m25)
 BigFloat::mult!(v,t,m25)
 t = v.dup
 BigFloat::divmod!(u,t,k)
 break if(u.exponent < exp )
 BigFloat::add!(v,pi,u)
 pi = v.dup
 k  = k + two
end

k = BigFloat::new("1")
t = BigFloat::new("956")
while (true)
 n2 += 1
 BigFloat::divmod!(v,t,m57121)
 t = v.dup
 BigFloat::divmod!(u,t,k)
 break if(u.exponent < exp )
 BigFloat::add!(v,pi,u)
 pi = v.dup
 k  = k + two
end
tr = Time::now - ts
# p pi   

print "# of iterations = ",n1,"+",n2,"\n"
print "Ext lib=",tvp,"\n"   # Time spent by ext lib.
print "Ruby   =",tr,"\n"    # TIme spent by Ruby + ext. lib.
#
# tr-tvp should Ruby's overhead(the time spent by Ruby).
#
p pi - vpi
exit


小林 茂雄
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