Обзор и тестирование компиляторов С++

Содержание
Введение 3
1.1. Процесс компиляции 4
1.2. Обзор компиляторов 7
1.2.1. Visual C 7
1.2.2. GNU Compiler Collection 8
1.2.3. Clang 10
Глава 2. Обзор задач 11
2.1. Накладные расходы 11
2.2. Тестовые задачи 12
Глава 3. Результаты тестирования 14
3.1. Результаты бенчмарка 1 14
3.2. Результаты бенчмарка 2 20
Заключение 23
Список литературы 24
Приложение 25
Листинг 1. benchmark_eratosthenes.cpp 25
Листинг 2. benchmark_qs.cpp 26

Введение
При решении вычислительных задач немаловажной является задача выбора компилятора. Компилятор – это инструмент разработчика программного обеспечения (ПО), позволяющий транслировать программу на языке высокого уровня в эквивалентную программу, близкую к машинному коду. Разработчику важно, чтобы код, сгенерированный компилятором был, по возможности, оптимальным по затратам вычислительных ресурсов и ресурсов памяти.
Целью данной работы является проведение сравнительного анализа наиболее часто используемых компиляторов на производстве.
Поставленная цель обусловила необходимость решения следующих подзадач:
• ознакомиться с компиляторами языка С;
• изучить возможности выбранных на предыдущем шаге компиляторов;
• разработать и провести тестирование выбранных компиляторов.

Заключение
В результате данной работы было произведено тестирование компиляторов: clang 3.4, clang 3.2, gcc 4.8, gcc 4.6, cl 18, cl 16 на тестовых задачах «Решето Эратосфена» и быстрая сортировка массива чисел типа double. Измерялось время выполнения кода, сгенерированного компилятором без включения оптимизации во время компиляции и с включением различных оптимизаций.
На данных тестовых задачах видно, что при включенных опциях оптимизации все рассматриваемые компиляторы генерировали код, который выполнялся быстрее, чем без них.
В процессе проведенных в работе исследований получены следующие результаты:
1. задача «Решето Эратосфена»
a) в качестве массива в реализации использован vectorbool:
o опция оптимизации O1 наилучший результат показывает gcc 4.8;
o опция оптимизации O2 и O3 наилучший результат показывает clang 3.4
b) в качестве массива в реализации использован vectorchar:
с оптимизацией O1, O2 и O3 быстрее остальных отработал код, сгенерированный cl 18.
2. Быстрая сортировка массива:
с оптимизацией O1, O2 и O3 быстрее остальных отработал код, сгенерированный cl 16.

Как и ожидалось, компиляторы от Microsoft неплохо проявили себя в тестах, даже выиграв второй тест (это может объясняться тем, что компиляторы Microsoft оптимизированы под Windows, а gcc и clang являются кроссплатформенными).