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Tarai function Benchmark

Python, Ruby, C++, Java, JavaScript, Go, Rust, PHP の各言語で、Tarai function を実装と実行時間の計測を行い、それぞれの結果を比較する。 各言語での実装では、ChatGPTとの対話を参考にしている。

結果

tarai(13, 5, 0) を実行した結果を以下の表に示す。

language	version	Average time (sec)	Standard deviation (sec)	source	other
Python	3.10.5	4.113185453414917	0.0610696132287615	tarai.py	python tarai.py で実行
Ruby	3.1.2	2.3376888	0.03658753548354963	tarai.rb	ruby tarai.rb で実行
PHP	8.2.6	2.0136955976486	0.012492157295195	tarai.php	php tarai.php で実行
JavaScript	node v19.8.1	0.21630000000000002	0.0023685438564654045	tarai.js	node tarai.js で実行
C++	C++20 (202002)	0.106396	0.00468259	tarai.cpp	g++ -std=c++20 tarai.cpp -o tarai && ./tarai で実行
Java	20.0.1	0.0512	0.0012489995996796796	tarai.java	javac tarai.java && java tarai で実行
Go	go1.20.5	0.069549	0.007391	tarai.go	go run tarai.go で実行
Rust	rustc 1.69.0	0.10643837520000002	0.002337982066436942	tarai.rs	rustc tarai.rs && ./tarai で実行

• 実行時間は、10回の平均と標準偏差を記録している
• C++ コンパイラについて: gcc version 13.1.0 (Homebrew GCC 13.1.0)

結果から、C++, Java, Go, Rust が高速なパフォーマンスを示し、Python, Ruby, PHP が低速なパフォーマンスを示している。

Tarai function とは

次の数式により再帰的に定義される関数。

$$ Tarai(x, y, z) = \begin{cases} y & \text{if } x \le y \\ Tarai(Tarai(x-1, y, z), Tarai(y-1, z, x), Tarai(z-1, x, y)) & \text{otherwise} \end{cases} $$

竹内関数 - Wikipedia