增加 0.4.3-alpha的详细报告。同时生成了报告pdf
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# Fig 语言性能基准测试报告
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## 版本: 0.4.3-alpha (树遍历解释器)
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### 前言
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本报告基于 Fig v0.4.3-alpha 树遍历解释器对 Fibonacci 算法进行了基准测试,并与 0.4.2-alpha 版本对比。结果显示 0.4.3-alpha 在函数调用、循环和递归优化方面都有显著提升,尤其是迭代和尾递归实现性能改善明显。
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### 测试环境
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* **CPU:** Intel Core i5-13490F
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* **操作系统:** Windows 11
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* **编译器/解释器:** Fig 树遍历解释器 v0.4.3-alpha
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* **测试日期:** 当前测试执行
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### 执行摘要
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本基准测试评估了 Fig 中四种不同斐波那契算法实现的性能,计算第30个斐波那契数(832,040)。结果显示算法选择仍是性能主导因素,同时反映了解释器在函数调用和循环方面的优化效果。
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## 性能结果
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### 最新浮动执行时间 (0.4.3-alpha)
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| 算法 | 时间(秒) | 时间(毫秒) | 相对速度 |
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| `fib` (朴素递归) | 5.471 s | 5471.37 ms | 1.00× (基准) |
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| `fib_memo` (记忆化) | 0.0005503 s | 0.5503 ms | 9,950× 更快 |
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| `fib_iter` (迭代) | 0.0001004 s | 0.1004 ms | 54,500× 更快 |
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| `fib_tail` (尾递归) | 0.0001573 s | 0.1573 ms | 34,800× 更快 |
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### 与 0.4.2-alpha 对比
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| 算法 | 0.4.2-alpha 时间 | 0.4.3-alpha 时间 | 性能提升倍数 |
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| `fib` (朴素递归) | 11.721 s | 5.471 s | ~2.14× |
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| `fib_memo` (记忆化) | 0.930 ms | 0.550 ms | ~1.69× |
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| `fib_iter` (迭代) | 0.375 ms | 0.100 ms | ~3.73× |
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| `fib_tail` (尾递归) | 0.401 ms | 0.157 ms | ~2.55× |
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## 可视化性能对比(横向柱状图占位符)
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0.4.2-alpha vs 0.4.3-alpha
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**说明:** 每行两条条形:灰色表示 0.4.2-alpha,蓝色表示 0.4.3-alpha
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<tr>
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<th>算法</th><th>性能对比</th>
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</tr>
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<tr>
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<td>fib</td>
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<td>
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<span style="display:inline-block; background-color:#555555; width:350px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 11.72 s</span><br>
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<span style="display:inline-block; background-color:#1E90FF; width:165px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 5.47 s</span>
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</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>fib_memo</td>
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<td>
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<span style="display:inline-block; background-color:#555555; width:28px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.93 ms</span><br>
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<span style="display:inline-block; background-color:#1E90FF; width:17px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.55 ms</span>
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</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>fib_iter</td>
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<td>
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<span style="display:inline-block; background-color:#555555; width:11px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.375 ms</span><br>
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<span style="display:inline-block; background-color:#1E90FF; width:3px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.100 ms</span>
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</td>
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</tr>
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<tr>
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<td>fib_tail</td>
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<td>
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<span style="display:inline-block; background-color:#555555; width:12px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.401 ms</span><br>
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||||
<span style="display:inline-block; background-color:#1E90FF; width:5px; height:20px;"></span>
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<span style="display:inline-block;"> 0.157 ms</span>
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</td>
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</tr>
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## 详细分析
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### 1. 朴素递归实现 (`fib`)
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* **时间:** 5.471 秒 (5471 毫秒)
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* **算法复杂度:** O(2ⁿ) 指数级
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* **性能说明:**
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* 相比 0.4.2-alpha 减少约一半
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* 函数调用开销优化有效,但指数增长仍是瓶颈
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### 2. 记忆化递归实现 (`fib_memo`)
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* **时间:** 0.550 毫秒
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* **算法复杂度:** O(n) 线性
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* **性能说明:**
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* 哈希表/缓存访问效率进一步提高
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* 亚毫秒级执行,适合重叠子问题
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### 3. 迭代实现 (`fib_iter`)
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* **时间:** 0.100 毫秒
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* **算法复杂度:** O(n) 线性
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* **性能说明:**
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* 最快实现,比 0.4.2-alpha 提升 3.7 倍
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* 循环和算术操作优化显著
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### 4. 尾递归实现 (`fib_tail`)
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* **时间:** 0.157 毫秒
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* **算法复杂度:** O(n) 线性
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* **性能说明:**
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* 相比迭代略慢,但比 0.4.2-alpha 提升 2.5 倍
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* 树遍历解释器对递归调用优化有效,TCO 未实现
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## 技术洞察
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* 函数调用开销显著下降
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* 循环和算术操作效率提升最大
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* 哈希表/缓存访问效率高
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* 算法选择仍是性能主导
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## 给开发者的建议
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1. 性能关键代码优先迭代
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2. 重叠子问题递归使用记忆化
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3. 尾递归可用于中等深度,但 TCO 未实现
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4. 避免指数算法
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5. 基准测试不同实现,算法选择主导性能
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## 结论
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Fig v0.4.3-alpha 树遍历解释器在函数调用和循环优化上有显著提升,尤其是迭代和尾递归实现性能改善明显。
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O(n) 算法执行亚毫秒级,指数递归仍受限,但整体解释器性能在实际应用中已足够优秀。
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**报告生成时间:** 基于实际基准测试执行
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**解释器类型:** 树遍历解释器
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**版本:** 0.4.3-alpha
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