Rust vs C++ vs C vs Cython vs Nim. (year 2022)

README.md

Build

$ ./compileall.sh 

# Cleanout #############################################################
# Go ###################################################################

real    0m0,283s
user    0m0,227s
sys     0m0,064s
# Nim ##################################################################

real    0m0,500s
user    0m0,504s
sys     0m0,030s
# C ####################################################################

real    0m0,075s
user    0m0,065s
sys     0m0,015s
# C++ ##################################################################

real    0m0,679s
user    0m0,601s
sys     0m0,078s
# Cython3 C ############################################################

real    0m0,533s
user    0m0,492s
sys     0m0,040s

real    0m0,624s
user    0m0,554s
sys     0m0,070s
# Cython3 C++ ##########################################################

real    0m0,497s
user    0m0,487s
sys     0m0,010s

real    0m1,015s
user    0m0,932s
sys     0m0,081s
# Rust #################################################################

real    0m0,460s
user    0m0,320s
sys     0m0,075s
# Line counts ##########################################################
7 yes.c
9 yes.cpp
5 yes.rs
7 yes.nim
6 yes.pyx
7 yes.go
# Filesizes ############################################################
24K     yes_c
44K     yes_cpp
8,8M    yes_rust
52K     yes_nim
40K     yes_cyc
40K     yes_cycpp
1,2M    yes_go
# LDD yes_nim ###########################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffeb10e1000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007fc89f063000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fc89f287000)
# LDD yes_c #############################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffcdddfe000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007f50587c3000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f50589df000)
# LDD yes_cpp ###########################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007fff69d94000)
        libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0x00007f458c717000)
        libm.so.6 => /usr/lib/libm.so.6 (0x00007f458c62f000)
        libgcc_s.so.1 => /usr/lib/libgcc_s.so.1 (0x00007f458c60f000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007f458c428000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f458c983000)
# LDD yes_cyc ############################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe553fb000)
        libpython3.10.so.1.0 => /usr/lib/libpython3.10.so.1.0 (0x00007f0392875000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007f039268e000)
        libm.so.6 => /usr/lib/libm.so.6 (0x00007f03925a6000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0392c62000)
# LDD yes_cycpp ############################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffc5a7ca000)
        libpython3.10.so.1.0 => /usr/lib/libpython3.10.so.1.0 (0x00007fb324b27000)
        libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0x00007fb3248f0000)
        libm.so.6 => /usr/lib/libm.so.6 (0x00007fb324808000)
        libgcc_s.so.1 => /usr/lib/libgcc_s.so.1 (0x00007fb3247e8000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007fb324601000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fb324f14000)
# LDD yes_rust ##########################################################
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe31765000)
        libgcc_s.so.1 => /usr/lib/libgcc_s.so.1 (0x00007f718f9d2000)
        libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0x00007f718f7eb000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f718fa70000)
# LDD yes_go ############################################################
        not a dynamic executable

$

Bench

$ ./yes_c     | pv -r > /dev/null
$ ./yes_cpp   | pv -r > /dev/null
$ ./yes_cyc   | pv -r > /dev/null
$ ./yes_cycpp | pv -r > /dev/null
$ ./yes_rust  | pv -r > /dev/null
$ ./yes_go    | pv -r > /dev/null
$ ./yes_nim   | pv -r > /dev/null

Results

Lang	Speed
Nim	180MiB/s
C	80MiB/s
Cython3 C	6MiB/s
Cython3 C++	6MiB/s
C++	5,5MiB/s
Rust	5MiB/s
Go	3MiB/s

• Rust slow to compile, slow to run, big binaries.
• Go slow to run, big binaries.
• C still faster than C++.
• Rust similar speed to C++.
• Cython is faster than Go.

Notes

• No Macros, no emit inline ASM directly, no call-to-C, because not all langs have it.

buildall.sh

echo "# Cleanout #############################################################"
rm yes_nim
rm yes_c
rm yes_cpp
rm yes_cyc
rm yes_cycpp
rm yes_rust
rm yes_go


echo "# Go ###################################################################"
time go build -o yes_go -ldflags "-s -w" yes.go


echo "# Nim ##################################################################"
time nim c -d:danger --mm:arc --threads:off --verbosity:0 --passC:"-march=native" -o:yes_nim yes.nim


echo "# C ####################################################################"
time gcc -O3 -march=native -g yes.c -o yes_c


echo "# C++ ##################################################################"
time g++ -std=gnu++20 -O3 -march=native -g yes.cpp -o yes_cpp

echo "# Cython3 C ############################################################"
time cython3 -3 --embed --no-docstrings -o yes_temp.c yes.pyx
time gcc -O3 -march=native -I /usr/include/python3.10 -lpython3.10 -o yes_cyc yes_temp.c      # EDITME
rm yes_temp.c


echo "# Cython3 C++ ##########################################################"
time cython3 -3 --cplus --embed --no-docstrings -o yes_temp.cpp yes.pyx
time g++ -O3 -march=native -I /usr/include/python3.10 -lpython3.10 -o yes_cycpp yes_temp.cpp  # EDITME
rm yes_temp.cpp


echo "# Rust #################################################################"
time rustc -C opt-level=3 -C target-cpu=native -o yes_rust yes.rs


echo "# Line counts ##########################################################"
wc --lines yes.c
wc --lines yes.cpp
wc --lines yes.rs
wc --lines yes.nim
wc --lines yes.pyx
wc --lines yes.go


echo "# Filesizes ############################################################"
du -h yes_c
du -h yes_cpp
du -h yes_rust
du -h yes_nim
du -h yes_cyc
du -h yes_cycpp
du -h yes_go


echo "# LDD yes_nim ###########################################################"
ldd yes_nim


echo "# LDD yes_c #############################################################"
ldd yes_c


echo "# LDD yes_cpp ###########################################################"
ldd yes_cpp


echo "# LDD yes_cyc ############################################################"
ldd yes_cyc


echo "# LDD yes_cycpp ############################################################"
ldd yes_cycpp


echo "# LDD yes_rust ##########################################################"
ldd yes_rust


echo "# LDD yes_go ############################################################"
ldd yes_go

yes.c

#include <stdio.h>
int main(const char* argc, const char* argv) {
  while (true) {
    printf("y\n");
  }
}

yes.cpp

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  while (true) {
    cout << 'y' << endl;
  }
}

yes.go

package main
import "fmt"
func main() {
  for {
    fmt.Println("y")
  }
}

yes.nim

proc main() =
  while true:
    stdout.write 'y'
    stdout.write '\n'

when isMainModule: 
  main()

yes.pyx

def main():
  while True:
    print("y")

if __name__ in "__main__":
  main()

yes.rs

fn main() {
  loop {
    println!("y");
  }
}