Après diverses recherches et comparaisons entre printf et cout, j'ai décidé de faire mon propre benchmark en prenant en compte:
- La norme utilisée (c++03, c++11)
- La synchronisation des flux c++ avec ios_base::sync_with_stdio().
- Le multithreading (option -pthread et inclusion de <thread> ou <pthread.h>).
J'en profite également pour tester et comparer avec boost::format et tinyformat.
Mes tests sont minimalistes et ne couvrent qu'une très petite partie des possibilités mais:
- La norme utilisée et les threads n'influencent pas les résultats
- Le fait de désynchroniser cout des streams C fait gagner en performance et ce de façon significative pour certains types.
- Les performances varient selon le type. Par exemple, les flottants sont plus lents avec les flux c++ mais c'est l’inverse pour les caractères ou les chaînes.
- boost::format est très lent mais possède l'avantage (ou pas) de mettre une à une les variables à formater. À vrai dire je n'ai pas regardé ce que proposait cette lib.
- tinyformat est un peu plus lent que les flux C++ (tout dépend du format) mais est une alternative à printf. Tinyformat étant basé sur les flux du C++ la surcharge des flux fonctionne d'office.
Au final la différence entre printf et cout n'est pas importante et varie selon les types de variable, ce qui en rend délicat les mesures.
Cependant, l’avantage d'ostream est la surchargeable qui rend aisée l'ajout de nouveau type à écrire.
Et l'avantage de printf est la possibilité de fournir un format ce qui permet un meilleur contrôle dans l'affichage (ordre des paramètres, internationalisation, ...). Défaut de ostream qui peut être pallié via des libs spécialisées comme tinyformat ou boost::format.
Ci-dessous un tableau un peu brut qui donne des résultats en secondes de la médiane de 10 tests.
Plus lisible ici et mieux étaler ici. Pour finir, des graphiques en bars.
Code source est données: printf_vs_cout.tar.gz (~151 Ko) ou printf_vs_cout.zip (~223 Ko).
| format | ostream | printf | boost::format | tinyformat |
|---|---|---|---|---|
| format | ostream | printf | boost::format | tinyformat |
| cpp03 | ||||
| '%d' | 0.078679 | 0.108698 | 0.464650 | 0.142462 |
| '%d\n' | 0.105090 | 0.113880 | 0.489037 | 0.159989 |
| '%f' | 0.463047 | 0.271212 | 0.993986 | 0.494874 |
| '%f\n' | 0.501310 | 0.278252 | 0.998719 | 0.505266 |
| '%+6.4f\n' | 0.437482 | 0.264044 | 0.999680 | 0.474117 |
| '%c' | 0.032680 | 0.010411 | 0.423434 | 0.101393 |
| '%c\n' | 0.065180 | 0.067260 | 0.444380 | 0.118883 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.033918 | 0.022545 | 0.473357 | 0.107968 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.034260 | 0.022663 | 0.474171 | 0.108528 |
| '%s' | 0.038505 | 0.102462 | 0.442303 | 0.112725 |
| '%s\n' | 0.038247 | 0.100166 | 0.440523 | 0.112081 |
| '%20s\n' | 0.199725 | 0.130075 | 0.478601 | 0.289536 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.637055 | 0.415993 | 2.256252 | 0.762320 |
| cpp03.no_sync | ||||
| '%d' | 0.067002 | 0.109601 | 0.476751 | 0.147007 |
| '%d\n' | 0.100137 | 0.115022 | 0.492545 | 0.163944 |
| '%f' | 0.397226 | 0.271981 | 1.026970 | 0.503956 |
| '%f\n' | 0.441220 | 0.277866 | 1.043543 | 0.514723 |
| '%+6.4f\n' | 0.397340 | 0.262398 | 0.991949 | 0.493908 |
| '%c' | 0.025976 | 0.010431 | 0.447651 | 0.107648 |
| '%c\n' | 0.053353 | 0.067874 | 0.457830 | 0.114286 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.027245 | 0.022667 | 0.457423 | 0.111958 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.027467 | 0.022671 | 0.454262 | 0.112207 |
| '%s' | 0.035850 | 0.101713 | 0.450900 | 0.118588 |
| '%s\n' | 0.034884 | 0.100841 | 0.454078 | 0.118410 |
| '%20s\n' | 0.091354 | 0.130033 | 0.493873 | 0.188529 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.617792 | 0.415237 | 2.232278 | 0.799673 |
| cpp03.thread | ||||
| '%d' | 0.076335 | 0.111163 | 0.483686 | 0.143798 |
| '%d\n' | 0.105287 | 0.115094 | 0.496408 | 0.160223 |
| '%f' | 0.417944 | 0.272958 | 0.987420 | 0.496637 |
| '%f\n' | 0.461985 | 0.279903 | 1.033756 | 0.510683 |
| '%+6.4f\n' | 0.390526 | 0.263052 | 0.980551 | 0.481614 |
| '%c' | 0.032338 | 0.010354 | 0.440483 | 0.103588 |
| '%c\n' | 0.065121 | 0.067937 | 0.455177 | 0.120682 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.034495 | 0.022692 | 0.482209 | 0.110065 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.034517 | 0.022687 | 0.479707 | 0.109049 |
| '%s' | 0.039811 | 0.102205 | 0.458460 | 0.113883 |
| '%s\n' | 0.039298 | 0.100060 | 0.455681 | 0.111497 |
| '%20s\n' | 0.198438 | 0.130106 | 0.493480 | 0.286004 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.614676 | 0.418298 | 2.101005 | 0.796899 |
| cpp03.thread.no_sync | ||||
| '%d' | 0.068209 | 0.110208 | 0.484866 | 0.145173 |
| '%d\n' | 0.100651 | 0.115347 | 0.501651 | 0.161192 |
| '%f' | 0.380537 | 0.274508 | 0.980840 | 0.495117 |
| '%f\n' | 0.423242 | 0.279306 | 0.994300 | 0.512564 |
| '%+6.4f\n' | 0.381993 | 0.263379 | 0.963846 | 0.483052 |
| '%c' | 0.025535 | 0.010461 | 0.451770 | 0.106700 |
| '%c\n' | 0.051531 | 0.067833 | 0.461615 | 0.114352 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.026337 | 0.022717 | 0.467188 | 0.110280 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.026454 | 0.022715 | 0.468853 | 0.111218 |
| '%s' | 0.035278 | 0.102782 | 0.449293 | 0.117769 |
| '%s\n' | 0.034852 | 0.100985 | 0.454568 | 0.117806 |
| '%20s\n' | 0.089904 | 0.129334 | 0.528948 | 0.190800 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.604321 | 0.416814 | 2.101355 | 0.814668 |
| cpp11 | ||||
| '%d' | 0.076249 | 0.109847 | 0.468822 | 0.143676 |
| '%d\n' | 0.105597 | 0.116130 | 0.490844 | 0.159679 |
| '%f' | 0.461125 | 0.270193 | 1.009484 | 0.504168 |
| '%f\n' | 0.498769 | 0.277011 | 0.999355 | 0.521951 |
| '%+6.4f\n' | 0.422417 | 0.263603 | 0.951426 | 0.489394 |
| '%c' | 0.032439 | 0.062792 | 0.439045 | 0.101254 |
| '%c\n' | 0.064846 | 0.067247 | 0.457943 | 0.118911 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.034257 | 0.100141 | 0.429901 | 0.108771 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.034244 | 0.100071 | 0.423239 | 0.108540 |
| '%s' | 0.037396 | 0.102511 | 0.433076 | 0.109352 |
| '%s\n' | 0.040426 | 0.100593 | 0.432691 | 0.111921 |
| '%20s\n' | 0.200948 | 0.129657 | 0.457259 | 0.288542 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.612473 | 0.414612 | 2.107274 | 0.765568 |
| cpp11.no_sync | ||||
| '%d' | 0.066652 | 0.110400 | 0.473127 | 0.146732 |
| '%d\n' | 0.100151 | 0.115625 | 0.497890 | 0.161555 |
| '%f' | 0.405104 | 0.271282 | 1.008395 | 0.511858 |
| '%f\n' | 0.441258 | 0.278531 | 1.023761 | 0.520053 |
| '%+6.4f\n' | 0.395064 | 0.263529 | 0.994490 | 0.503324 |
| '%c' | 0.027678 | 0.062949 | 0.441796 | 0.105975 |
| '%c\n' | 0.053462 | 0.067833 | 0.452007 | 0.113988 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.030517 | 0.099791 | 0.438610 | 0.116545 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.030432 | 0.099902 | 0.452633 | 0.116247 |
| '%s' | 0.032077 | 0.102299 | 0.435142 | 0.114287 |
| '%s\n' | 0.034866 | 0.100304 | 0.442736 | 0.117459 |
| '%20s\n' | 0.090916 | 0.130642 | 0.482727 | 0.187818 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.617891 | 0.416206 | 2.125498 | 0.787507 |
| cpp11.thread | ||||
| '%d' | 0.079597 | 0.111012 | 0.490221 | 0.144572 |
| '%d\n' | 0.105356 | 0.116541 | 0.509951 | 0.161204 |
| '%f' | 0.419433 | 0.274043 | 1.062142 | 0.500665 |
| '%f\n' | 0.459403 | 0.280520 | 1.068277 | 0.516433 |
| '%+6.4f\n' | 0.387856 | 0.264889 | 1.016386 | 0.478026 |
| '%c' | 0.032373 | 0.062918 | 0.468587 | 0.102139 |
| '%c\n' | 0.065148 | 0.068547 | 0.503620 | 0.118624 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.034375 | 0.099740 | 0.452058 | 0.108760 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.034234 | 0.100634 | 0.442354 | 0.108973 |
| '%s' | 0.036803 | 0.102868 | 0.447704 | 0.110269 |
| '%s\n' | 0.039003 | 0.100901 | 0.457537 | 0.112071 |
| '%20s\n' | 0.198806 | 0.130172 | 0.474586 | 0.289830 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.604971 | 0.418086 | 2.188021 | 0.812509 |
| cpp11.thread.no_sync | ||||
| '%d' | 0.067131 | 0.108851 | 0.479392 | 0.146475 |
| '%d\n' | 0.100783 | 0.115027 | 0.503999 | 0.163044 |
| '%f' | 0.388417 | 0.273822 | 1.025720 | 0.483775 |
| '%f\n' | 0.419818 | 0.280391 | 1.030705 | 0.493496 |
| '%+6.4f\n' | 0.382446 | 0.264789 | 0.988382 | 0.467702 |
| '%c' | 0.026136 | 0.062212 | 0.461026 | 0.106458 |
| '%c\n' | 0.052622 | 0.067718 | 0.464902 | 0.113045 |
| '%s (chaîne constante)' | 0.030520 | 0.100459 | 0.443730 | 0.117889 |
| '%s (chaîne constante)\n' | 0.030301 | 0.100305 | 0.443197 | 0.117772 |
| '%s' | 0.032202 | 0.102627 | 0.448466 | 0.114538 |
| '%s\n' | 0.034557 | 0.100783 | 0.449142 | 0.117577 |
| '%20s\n' | 0.091444 | 0.130085 | 0.486534 | 0.188111 |
| '%d blah blah: %s%f\n' | 0.609628 | 0.417566 | 2.116151 | 0.818492 |
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