从双声道转单声道看语言/算法性能差异

一、使用场景

二、算法

1. Java-数组遍历

2. c/c++ -索引遍历

3. c/c++ -指针遍历

三、数据说话

四、总结

一、使用场景

我们都知道不同的语言有不同的特性，所以在比较某一特性时，不同的语言会表现出差异。举个例子：我们都知道c/c++语言比Java的运行性能要高，但是具体高多少，其实我们心里是没有数的，那么本文章就是从一个简单的使用场景用数据来说话。

在开发的过程中，我需要将16bit的pcm数据从双声道转换到单声道，随着pcm文件的增大，处理的时间随之增加，而这个处理时间太长，直接影响的用户体验，所以我决定使用不同的语言做以下对比，选用运行性能的语言来处理，并且对算法进行优化。

（在分析后面的算法之前还需要了解以下16bit pcm数据格式）

二、算法

1. Java-数组遍历

    /*** pcm双声道转单声道** @param inPath* @param outPath*/public static boolean pcmStereo2Mono(String inPath, String outPath) {try {File file = new File(inPath);FileInputStream fis = new FileInputStream(file);int available = fis.available();byte[] data = new byte[available];byte[] data2 = new byte[available / 2];int read = fis.read(data, 0, available);for (int i = 0; i < available / 2; i++) {LogUtils.d(TAG, "");int t = i / 2 * 4 + i % 2;data2[i] = data[t];}File o = new File(outPath);o.createNewFile();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(o);fos.write(data2);fos.close();return true;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return false;}

2. c/c++ -索引遍历

    //文件长度,根据实际情况进行赋值int fileLength = -1;//文件数据，根据实际情况进行赋值unsigned char * pFileBuf = new unsigned char[fileLength];int nOneChannelLen = fileLength / 2;unsigned char * pOneChannelBuf = new unsigned char[nOneChannelLen];//遍历方式1:数组索引for(int i = 0;i<nOneChannelLen;i++){int t = i / 2 * 4 + i % 2;pOneChannelBuf[i] = pFileBuf[t];}

3. c/c++ -指针遍历

    //文件长度,根据实际情况进行赋值int fileLength = -1;//文件数据，根据实际情况进行赋值unsigned char * pFileBuf = new unsigned char[fileLength];int nOneChannelLen = fileLength / 2;unsigned char * pOneChannelBuf = new unsigned char[nOneChannelLen];//遍历方式2:指针for(int i = 0;i < nOneChannelLen/2;i++){(*pOneChannelBuf++) = (*pFileBuf++);(*pOneChannelBuf++) = (*pFileBuf++);pFileBuf = pFileBuf + 2;}//遍历之后一定要将指针复原，指回到缓冲区开始的位置，否则后面保存数据就会出错pFileBuf = pFileBuf - fileLength;pOneChannelBuf = pOneChannelBuf - nOneChannelLen;

三、数据说话

1.下面表格有三组数据，第一列是pcm语言文件的录制时长，第二列是对应pcm文件的文件大小，后面三列分别是用不同语言、不同算法，将16bit pcm文件从双声道转换到单声道所需要的时间，单位是ms。

语音时长(s)	文件大小(byte)	java(ms)	C++ -索引遍历 (ms)	C++ -指针遍历 (ms)
10	287360	6057	2901	1129
24	668800	14548	6636	2648
31	859520	17592	8080	3388

2.如果以Java语言的时间为基准，那么c++语言的处理时间与java语言处理的时间比之如下：

java(ms) ------------java(ms)	C++ -索引遍历 (ms) ------------------java(ms)	C++ -指针遍历 (ms) ------------------ java(ms)
100.00%	47.89%	18.64%
100.00%	45.61%	18.20%
100.00%	45.93%	19.26%

四、总结

从以上数据可知，c/c++语言的处理效率要高于java语言，c/c++的指针访问的效率又高于索引访问的效率。