Rust评测案例：Rust、Java、Python、Go、C++ 实现五大排序算法的执行时间效率比较 - 文章 - 开发者社区

🧩 Rust评测案例：Rust、Java、Python、Go、C++ 实现五大排序算法的执行时间效率比较（基于 OnlineGDB 平台）

一、前言

大家好，我是猫头虎，在性能测试和算法教学中，排序算法一直是衡量编程语言执行效率的重要基准。不同语言在编译方式、内存模型、运行时机制等方面的差异，都会直接影响算法的执行表现。

本文将通过 OnlineGDB 平台，对五种主流语言 —— Rust、Java、Python、Go、C++ —— 实现的 五大排序算法 （快速排序、归并排序、冒泡排序、选择排序、插入排序）进行执行效率评测，分析其性能差异。

picture.image

在这里插入图片描述

二、测试环境与方法

测试平台

平台：OnlineGDB（支持多语言编译执行）
测试环境 ：默认虚拟机环境（统一配置）
AI coding : Qwen3-Coder
语言版本 ：

Rust：1.79.0
Java：OpenJDK 17
Python：3.11
Go：1.21
C++：GCC 23

测试数据

输入数组规模 ：10,000 个随机整数（范围：0 ~ 100,000）
执行指标 ：单次排序算法的执行耗时（微秒）

测试算法

| 算法 | 复杂度（平均） | 稳定性 | 特点 | | --- | --- | --- | --- | | 快速排序 | O(n log n) | 不稳定 | 分治思想，平均性能优异 | | 归并排序 | O(n log n) | 稳定 | 适合大数据排序 | | 冒泡排序 | O(n²) | 稳定 | 简单直观，性能差 | | 选择排序 | O(n²) | 不稳定 | 交换次数少 | | 插入排序 | O(n²) | 稳定 | 对部分有序数组效率较高 |

三、算法实现简述

在所有语言中，我们保持相同的逻辑结构，以确保测试公平。

prompt：| 快速排序 | 分别使用如下五种编程语言帮我实现【Rust Java Python Go C++】，需要在控制台使用中文输出执行的开始时间，结束时间，排序完成所用的时间微秒 | 归并排序 | 分别使用如下五种编程语言帮我实现【Rust Java Python Go C++】，需要在控制台使用中文输出执行的开始时间，结束时间，排序完成所用的时间微秒 | 冒泡排序 | 分别使用如下五种编程语言帮我实现【Rust Java Python Go C++】，需要在控制台使用中文输出执行的开始时间，结束时间，排序完成所用的时间微秒 | 选择排序 | 分别使用如下五种编程语言帮我实现【Rust Java Python Go C++】，需要在控制台使用中文输出执行的开始时间，结束时间，排序完成所用的时间微秒 | 插入排序 | 分别使用如下五种编程语言帮我实现【Rust Java Python Go C++】，需要在控制台使用中文输出执行的开始时间，结束时间，排序完成所用的时间微秒

快速排序评测代码

以下是五种编程语言的快速排序实现，包含中文输出执行时间信息：

Rust 实现

  
use std::time::SystemTime;  
  
fn quicksort(arr: &mut [i32]) {  
    if arr.len() <= 1 {  
        return;  
    }  
    let pivot\_index = partition(arr);  
    let (left, right) = arr.split\_at\_mut(pivot\_index);  
    quicksort(left);  
    quicksort(&mut right[1..]);  
}  
  
fn partition(arr: &mut [i32]) -> usize {  
    let len = arr.len();  
    let pivot\_index = len - 1;  
    let mut i = 0;  
    for j in 0..pivot\_index {  
        if arr[j] <= arr[pivot\_index] {  
            arr.swap(i, j);  
            i += 1;  
        }  
    }  
    arr.swap(i, pivot\_index);  
    i  
}  
  
fn main() {  
    let mut data = vec![64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42];  
    println!("原始数组: {:?}", data);  
  
    let start\_time = SystemTime::now();  
    println!("快速排序开始时间: {:?}", start\_time);  
  
    quicksort(&mut data);  
  
    let end\_time = SystemTime::now();  
    println!("快速排序结束时间: {:?}", end\_time);  
  
    let duration = end\_time.duration\_since(start\_time).unwrap();  
    let duration\_micros = duration.as\_micros();  
    println!("快速排序完成，所用时间: {} 微秒", duration\_micros);  
    println!("排序后的数组: {:?}", data);  
}

Java 实现

  
import java.time.LocalDateTime;  
import java.time.Duration;  
  
public class QuickSort {  
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {  
        if (low < high) {  
            int pi = partition(arr, low, high);  
            quickSort(arr, low, pi - 1);  
            quickSort(arr, pi + 1, high);  
        }  
    }  
  
    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {  
        int pivot = arr[high];  
        int i = (low - 1);  
  
        for (int j = low; j < high; j++) {  
            if (arr[j] <= pivot) {  
                i++;  
                int temp = arr[i];  
                arr[i] = arr[j];  
                arr[j] = temp;  
            }  
        }  
  
        int temp = arr[i + 1];  
        arr[i + 1] = arr[high];  
        arr[high] = temp;  
  
        return i + 1;  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        int[] data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
        System.out.println("原始数组: " + java.util.Arrays.toString(data));  
  
        LocalDateTime startTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("快速排序开始时间: " + startTime);  
  
        quickSort(data, 0, data.length - 1);  
  
        LocalDateTime endTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("快速排序结束时间: " + endTime);  
  
        Duration duration = Duration.between(startTime, endTime);  
        long durationMicros = duration.toNanos() / 1000;  
        System.out.println("快速排序完成，所用时间: " + durationMicros + " 微秒");  
        System.out.println("排序后的数组: " + java.util.Arrays.toString(data));  
    }  
}

Python 实现

  
import datetime  
  
def quicksort(arr, low, high):  
    if low < high:  
        pi = partition(arr, low, high)  
        quicksort(arr, low, pi - 1)  
        quicksort(arr, pi + 1, high)  
  
def partition(arr, low, high):  
    pivot = arr[high]  
    i = low - 1  
    for j in range(low, high):  
        if arr[j] <= pivot:  
            i += 1  
            arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]  
    arr[i + 1], arr[high] = arr[high], arr[i + 1]  
    return i + 1  
  
data = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42]  
print("原始数组:", data)  
  
start\_time = datetime.datetime.now()  
print(f"快速排序开始时间: {start\_time}")  
  
quicksort(data, 0, len(data) - 1)  
  
end\_time = datetime.datetime.now()  
print(f"快速排序结束时间: {end\_time}")  
  
duration = (end\_time - start\_time).total\_seconds() * 1000000  
print(f"快速排序完成，所用时间: {int(duration)} 微秒")  
print("排序后的数组:", data)

Go 实现

  
package main  
  
import (  
 "fmt"  
 "time"  
)  
  
func quicksort(arr []int, low, high int) {  
 if low < high {  
  pi := partition(arr, low, high)  
  quicksort(arr, low, pi-1)  
  quicksort(arr, pi+1, high)  
 }  
}  
  
func partition(arr []int, low, high int) int {  
 pivot := arr[high]  
 i := low - 1  
 for j := low; j < high; j++ {  
  if arr[j] <= pivot {  
   i++  
   arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]  
  }  
 }  
 arr[i+1], arr[high] = arr[high], arr[i+1]  
 return i + 1  
}  
  
func main() {  
 data := []int{64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42}  
 fmt.Println("原始数组:", data)  
  
 startTime := time.Now()  
 fmt.Println("快速排序开始时间:", startTime)  
  
 quicksort(data, 0, len(data)-1)  
  
 endTime := time.Now()  
 fmt.Println("快速排序结束时间:", endTime)  
  
 duration := endTime.Sub(startTime)  
 durationMicros := duration.Microseconds()  
 fmt.Printf("快速排序完成，所用时间: %d 微秒\n", durationMicros)  
 fmt.Println("排序后的数组:", data)  
}

C++ 实现

  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <chrono>  
#include <iomanip>  
  
void quicksort(std::vector<int>& arr, int low, int high) {  
    if (low < high) {  
        int pivot = arr[high];  
        int i = low - 1;  
        for (int j = low; j < high; j++) {  
            if (arr[j] <= pivot) {  
                i++;  
                std::swap(arr[i], arr[j]);  
            }  
        }  
        std::swap(arr[i + 1], arr[high]);  
        int pi = i + 1;  
        quicksort(arr, low, pi - 1);  
        quicksort(arr, pi + 1, high);  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::vector<int> data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
    std::cout << "原始数组: ";  
    for (int num : data) {  
        std::cout << num << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    auto start\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "快速排序开始时间: " <<   
        std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(  
            start\_time.time\_since\_epoch()  
        ).count() << " 微秒 since epoch" << std::endl;  
  
    quicksort(data, 0, data.size() - 1);  
  
    auto end\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "快速排序结束时间: " <<   
        std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(  
            end\_time.time\_since\_epoch()  
        ).count() << " 微秒 since epoch" << std::endl;  
  
    auto duration = std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(  
        end\_time - start\_time  
    );  
    std::cout << "快速排序完成，所用时间: " << duration.count() << " 微秒" << std::endl;  
  
    std::cout << "排序后的数组: ";  
    for (int num : data) {  
        std::cout << num << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

说明:

Rust : 使用 SystemTime 获取时间， as\_micros() 转换为微秒。
Java : 使用 LocalDateTime 和 Duration 计算时间差， toNanos() / 1000 转换为微秒。
Python : 使用 datetime 模块， total\_seconds() * 1000000 转换为微秒。
Go : 使用 time.Now() 和 Sub() 计算时间差， Microseconds() 获取微秒值。
C++ : 使用 std::chrono::high\_resolution\_clock ， duration\_cast 转换为微秒。

归并排序评测代码

我来为您实现五种编程语言的归并排序代码，包含中文输出执行时间信息。

Rust 实现

  
use std::time::Instant;  
  
fn merge\_sort(arr: &mut [i32]) {  
    if arr.len() <= 1 {  
        return;  
    }  
      
    let mid = arr.len() / 2;  
    {  
        let (left, right) = arr.split\_at\_mut(mid);  
        merge\_sort(left);  
        merge\_sort(right);  
    }  
      
    let mut temp = vec![0; arr.len()];  
    let (left, right) = arr.split\_at(mid);  
    let mut i = 0;  
    let mut j = 0;  
    let mut k = 0;  
      
    while i < left.len() && j < right.len() {  
        if left[i] <= right[j] {  
            temp[k] = left[i];  
            i += 1;  
        } else {  
            temp[k] = right[j];  
            j += 1;  
        }  
        k += 1;  
    }  
      
    while i < left.len() {  
        temp[k] = left[i];  
        i += 1;  
        k += 1;  
    }  
      
    while j < right.len() {  
        temp[k] = right[j];  
        j += 1;  
        k += 1;  
    }  
      
    for (i, &val) in temp.iter().enumerate() {  
        arr[i] = val;  
    }  
}  
  
fn main() {  
    let mut data = vec![64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42];  
    println!("原始数组: {:?}", data);  
      
    let start\_time = Instant::now();  
    println!("开始时间: {:?}", start\_time);  
      
    merge\_sort(&mut data);  
      
    let end\_time = Instant::now();  
    println!("结束时间: {:?}", end\_time);  
      
    let duration = end\_time.duration\_since(start\_time);  
    let microseconds = duration.as\_micros();  
      
    println!("排序完成，所用时间: {} 微秒", microseconds);  
    println!("排序后数组: {:?}", data);  
}

Java 实现

  
import java.time.Instant;  
import java.time.Duration;  
  
public class MergeSort {  
    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {  
        if (left < right) {  
            int mid = left + (right - left) / 2;  
            mergeSort(arr, left, mid);  
            mergeSort(arr, mid + 1, right);  
            merge(arr, left, mid, right);  
        }  
    }  
      
    public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {  
        int n1 = mid - left + 1;  
        int n2 = right - mid;  
          
        int[] leftArr = new int[n1];  
        int[] rightArr = new int[n2];  
          
        for (int i = 0; i < n1; i++) {  
            leftArr[i] = arr[left + i];  
        }  
        for (int j = 0; j < n2; j++) {  
            rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];  
        }  
          
        int i = 0, j = 0, k = left;  
          
        while (i < n1 && j < n2) {  
            if (leftArr[i] <= rightArr[j]) {  
                arr[k] = leftArr[i];  
                i++;  
            } else {  
                arr[k] = rightArr[j];  
                j++;  
            }  
            k++;  
        }  
          
        while (i < n1) {  
            arr[k] = leftArr[i];  
            i++;  
            k++;  
        }  
          
        while (j < n2) {  
            arr[k] = rightArr[j];  
            j++;  
            k++;  
        }  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        int[] data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
        System.out.println("原始数组: " + java.util.Arrays.toString(data));  
          
        Instant startTime = Instant.now();  
        System.out.println("开始时间: " + startTime);  
          
        mergeSort(data, 0, data.length - 1);  
          
        Instant endTime = Instant.now();  
        System.out.println("结束时间: " + endTime);  
          
        Duration duration = Duration.between(startTime, endTime);  
        long microseconds = duration.toNanos() / 1000;  
          
        System.out.println("排序完成，所用时间: " + microseconds + " 微秒");  
        System.out.println("排序后数组: " + java.util.Arrays.toString(data));  
    }  
}

Python 实现

  
import time  
from datetime import datetime  
  
def merge\_sort(arr):  
    if len(arr) <= 1:  
        return arr  
      
    mid = len(arr) // 2  
    left = merge\_sort(arr[:mid])  
    right = merge\_sort(arr[mid:])  
      
    return merge(left, right)  
  
def merge(left, right):  
    result = []  
    i = j = 0  
      
    while i < len(left) and j < len(right):  
        if left[i] <= right[j]:  
            result.append(left[i])  
            i += 1  
        else:  
            result.append(right[j])  
            j += 1  
      
    result.extend(left[i:])  
    result.extend(right[j:])  
      
    return result  
  
def main():  
    data = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42]  
    print(f"原始数组: {data}")  
      
    start\_time = datetime.now()  
    print(f"开始时间: {start\_time}")  
      
    start\_micro = time.perf\_counter\_ns()  
      
    sorted\_data = merge\_sort(data)  
      
    end\_micro = time.perf\_counter\_ns()  
    end\_time = datetime.now()  
    print(f"结束时间: {end\_time}")  
      
    duration\_microseconds = (end\_micro - start\_micro) // 1000  
      
    print(f"排序完成，所用时间: {duration\_microseconds} 微秒")  
    print(f"排序后数组: {sorted\_data}")  
  
if \_\_name\_\_ == "\_\_main\_\_":  
    main()

Go 实现

  
package main  
  
import (  
    "fmt"  
    "time"  
)  
  
func mergeSort(arr []int) []int {  
    if len(arr) <= 1 {  
        return arr  
    }  
      
    mid := len(arr) / 2  
    left := mergeSort(arr[:mid])  
    right := mergeSort(arr[mid:])  
      
    return merge(left, right)  
}  
  
func merge(left, right []int) []int {  
    result := make([]int, 0, len(left)+len(right))  
    i, j := 0, 0  
      
    for i < len(left) && j < len(right) {  
        if left[i] <= right[j] {  
            result = append(result, left[i])  
            i++  
        } else {  
            result = append(result, right[j])  
            j++  
        }  
    }  
      
    result = append(result, left[i:]...)  
    result = append(result, right[j:]...)  
      
    return result  
}  
  
func main() {  
    data := []int{64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42}  
    fmt.Printf("原始数组: %v\n", data)  
      
    startTime := time.Now()  
    fmt.Printf("开始时间: %v\n", startTime)  
      
    sortedData := mergeSort(data)  
      
    endTime := time.Now()  
    fmt.Printf("结束时间: %v\n", endTime)  
      
    duration := endTime.Sub(startTime)  
    microseconds := duration.Microseconds()  
      
    fmt.Printf("排序完成，所用时间: %d 微秒\n", microseconds)  
    fmt.Printf("排序后数组: %v\n", sortedData)  
}

C++ 实现

  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <chrono>  
#include <iomanip>  
  
void merge(std::vector<int>& arr, int left, int mid, int right) {  
    int n1 = mid - left + 1;  
    int n2 = right - mid;  
      
    std::vector<int> leftArr(n1);  
    std::vector<int> rightArr(n2);  
      
    for (int i = 0; i < n1; i++)  
        leftArr[i] = arr[left + i];  
    for (int j = 0; j < n2; j++)  
        rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];  
      
    int i = 0, j = 0, k = left;  
      
    while (i < n1 && j < n2) {  
        if (leftArr[i] <= rightArr[j]) {  
            arr[k] = leftArr[i];  
            i++;  
        } else {  
            arr[k] = rightArr[j];  
            j++;  
        }  
        k++;  
    }  
      
    while (i < n1) {  
        arr[k] = leftArr[i];  
        i++;  
        k++;  
    }  
      
    while (j < n2) {  
        arr[k] = rightArr[j];  
        j++;  
        k++;  
    }  
}  
  
void mergeSort(std::vector<int>& arr, int left, int right) {  
    if (left < right) {  
        int mid = left + (right - left) / 2;  
        mergeSort(arr, left, mid);  
        mergeSort(arr, mid + 1, right);  
        merge(arr, left, mid, right);  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::vector<int> data = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
      
    std::cout << "原始数组: ";  
    for (int num : data) {  
        std::cout << num << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
      
    auto startTime = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "开始时间: " << startTime.time\_since\_epoch().count() << std::endl;  
      
    mergeSort(data, 0, data.size() - 1);  
      
    auto endTime = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "结束时间: " << endTime.time\_since\_epoch().count() << std::endl;  
      
    auto duration = std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(endTime - startTime);  
      
    std::cout << "排序完成，所用时间: " << duration.count() << " 微秒" << std::endl;  
      
    std::cout << "排序后数组: ";  
    for (int num : data) {  
        std::cout << num << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
      
    return 0;  
}

Rust: 使用了所有权和借用机制
Java: 使用了标准的面向对象方法
Python: 使用了递归和列表切片
Go: 使用了切片和内置函数
C++: 使用了标准库和高精度计时器

冒泡排序评测代码

以下是五种编程语言的冒泡排序实现：

Rust 实现

  
use std::time::SystemTime;  
  
fn bubble\_sort(arr: &mut [i32]) {  
    let n = arr.len();  
    for i in 0..n {  
        for j in 0..n - i - 1 {  
            if arr[j] > arr[j + 1] {  
                arr.swap(j, j + 1);  
            }  
        }  
    }  
}  
  
fn main() {  
    let mut arr = vec![64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42];  
      
    let start\_time = SystemTime::now();  
    println!("开始时间: {:?}", start\_time);  
      
    bubble\_sort(&mut arr);  
      
    let end\_time = SystemTime::now();  
    println!("结束时间: {:?}", end\_time);  
      
    let duration = end\_time.duration\_since(start\_time).unwrap();  
    let duration\_micros = duration.as\_micros();  
    println!("排序完成，所用时间: {} 微秒", duration\_micros);  
    println!("排序后的数组: {:?}", arr);  
}

Java 实现

  
import java.time.LocalDateTime;  
import java.time.Duration;  
  
public class BubbleSort {  
    public static void bubbleSort(int[] arr) {  
        int n = arr.length;  
        for (int i = 0; i < n; i++) {  
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {  
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {  
                    int temp = arr[j];  
                    arr[j] = arr[j + 1];  
                    arr[j + 1] = temp;  
                }  
            }  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
          
        LocalDateTime startTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("开始时间: " + startTime);  
          
        bubbleSort(arr);  
          
        LocalDateTime endTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("结束时间: " + endTime);  
          
        long durationNanos = java.time.Duration.between(startTime, endTime).toNanos();  
        double durationMicros = durationNanos / 1000.0;  
        System.out.println("排序完成，所用时间: " + durationMicros + " 微秒");  
          
        System.out.print("排序后的数组: ");  
        for (int value : arr) {  
            System.out.print(value + " ");  
        }  
        System.out.println();  
    }  
}

Python 实现

  
import time  
  
def bubble\_sort(arr):  
    n = len(arr)  
    for i in range(n):  
        for j in range(0, n - i - 1):  
            if arr[j] > arr[j + 1]:  
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]  
  
# 测试数组  
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42]  
  
start\_time = time.perf\_counter()  
print(f"开始时间: {time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())}")  
  
bubble\_sort(arr)  
  
end\_time = time.perf\_counter()  
print(f"结束时间: {time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())}")  
  
duration\_micros = (end\_time - start\_time) * 1000000  
print(f"排序完成，所用时间: {duration\_micros:.2f} 微秒")  
print(f"排序后的数组: {arr}")

Go 实现

  
package main  
  
import (  
    "fmt"  
    "time"  
)  
  
func bubbleSort(arr []int) {  
    n := len(arr)  
    for i := 0; i < n; i++ {  
        for j := 0; j < n-i-1; j++ {  
            if arr[j] > arr[j+1] {  
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]  
            }  
        }  
    }  
}  
  
func main() {  
    arr := []int{64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42}  
      
    startTime := time.Now()  
    fmt.Printf("开始时间: %v\n", startTime.Format("2006-01-02 15:04:05.000000"))  
      
    bubbleSort(arr)  
      
    endTime := time.Now()  
    fmt.Printf("结束时间: %v\n", endTime.Format("2006-01-02 15:04:05.000000"))  
      
    duration := endTime.Sub(startTime)  
    durationMicros := duration.Microseconds()  
    fmt.Printf("排序完成，所用时间: %d 微秒\n", durationMicros)  
      
    fmt.Printf("排序后的数组: %v\n", arr)  
}

C++ 实现

  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <chrono>  
#include <iomanip>  
  
void bubbleSort(std::vector<int>& arr) {  
    int n = arr.size();  
    for (int i = 0; i < n; i++) {  
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {  
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {  
                int temp = arr[j];  
                arr[j] = arr[j + 1];  
                arr[j + 1] = temp;  
            }  
        }  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::vector<int> arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
      
    auto start\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    auto start\_time\_t = std::chrono::system\_clock::to\_time\_t(  
        std::chrono::time\_point\_cast<std::chrono::system\_clock::duration>(start\_time)  
    );  
    std::cout << "开始时间: " << std::put\_time(std::localtime(&start\_time\_t), "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;  
      
    bubbleSort(arr);  
      
    auto end\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    auto end\_time\_t = std::chrono::system\_clock::to\_time\_t(  
        std::chrono::time\_point\_cast<std::chrono::system\_clock::duration>(end\_time)  
    );  
    std::cout << "结束时间: " << std::put\_time(std::localtime(&end\_time\_t), "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;  
      
    auto duration = std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(end\_time - start\_time);  
    std::cout << "排序完成，所用时间: " << duration.count() << " 微秒" << std::endl;  
      
    std::cout << "排序后的数组: ";  
    for (int value : arr) {  
        std::cout << value << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
      
    return 0;  
}

选择排序评测代码

以下是使用五种编程语言实现选择排序的代码，每种语言都会输出开始时间、结束时间和排序所用时间（微秒）：

1. Rust

  
use std::time::SystemTime;  
  
fn selection\_sort(arr: &mut [i32]) {  
    let n = arr.len();  
    for i in 0..n {  
        let mut min\_idx = i;  
        for j in (i + 1)..n {  
            if arr[j] < arr[min\_idx] {  
                min\_idx = j;  
            }  
        }  
        arr.swap(i, min\_idx);  
    }  
}  
  
fn main() {  
    let mut arr = vec![64, 45, 22, 11, 90, 88, 77, 50, 42, 100, 25, 36, 17, 63, 55];  
    println!("选择排序 - Rust");  
    let start\_time = SystemTime::now();  
    println!("开始时间: {:?}", start\_time);  
  
    selection\_sort(&mut arr);  
  
    let end\_time = SystemTime::now();  
    println!("结束时间: {:?}", end\_time);  
    let duration = end\_time.duration\_since(start\_time).unwrap();  
    let duration\_micros = duration.as\_micros();  
    println!("排序完成，所用时间: {} 微秒", duration\_micros);  
    println!("排序后的数组: {:?}", arr);  
}

2. Java

  
import java.time.LocalDateTime;  
import java.time.Duration;  
  
public class SelectionSort {  
    public static void selectionSort(int[] arr) {  
        int n = arr.length;  
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {  
            int minIdx = i;  
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {  
                if (arr[j] < arr[minIdx]) {  
                    minIdx = j;  
                }  
            }  
            int temp = arr[minIdx];  
            arr[minIdx] = arr[i];  
            arr[i] = temp;  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        int[] arr = {64, 45, 22, 11, 90, 88, 77, 50, 42, 100, 25, 36, 17, 63, 55};  
        System.out.println("选择排序 - Java");  
        LocalDateTime startTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("开始时间: " + startTime);  
  
        selectionSort(arr);  
  
        LocalDateTime endTime = LocalDateTime.now();  
        System.out.println("结束时间: " + endTime);  
        Duration duration = Duration.between(startTime, endTime);  
        long durationMicros = duration.toNanos() / 1000;  
        System.out.println("排序完成，所用时间: " + durationMicros + " 微秒");  
        System.out.print("排序后的数组: ");  
        for (int value : arr) {  
            System.out.print(value + " ");  
        }  
        System.out.println();  
    }  
}

3. Python

  
import time  
from datetime import datetime  
  
def selection\_sort(arr):  
    n = len(arr)  
    for i in range(n):  
        min\_idx = i  
        for j in range(i+1, n):  
            if arr[j] < arr[min\_idx]:  
                min\_idx = j  
        arr[i], arr[min\_idx] = arr[min\_idx], arr[i]  
  
if \_\_name\_\_ == "\_\_main\_\_":  
    arr = [64, 45, 22, 11, 90, 88, 77, 50, 42, 100, 25, 36, 17, 63, 55]  
    print("选择排序 - Python")  
    start\_time = datetime.now()  
    print(f"开始时间: {start\_time}")  
  
    selection\_sort(arr)  
  
    end\_time = datetime.now()  
    print(f"结束时间: {end\_time}")  
    duration = end\_time - start\_time  
    duration\_micros = duration.total\_seconds() * 1000000  
    print(f"排序完成，所用时间: {int(duration\_micros)} 微秒")  
    print(f"排序后的数组: {arr}")

4. Go

  
package main  
  
import (  
    "fmt"  
    "time"  
)  
  
func selectionSort(arr []int) {  
    n := len(arr)  
    for i := 0; i < n-1; i++ {  
        minIdx := i  
        for j := i + 1; j < n; j++ {  
            if arr[j] < arr[minIdx] {  
                minIdx = j  
            }  
        }  
        arr[i], arr[minIdx] = arr[minIdx], arr[i]  
    }  
}  
  
func main() {  
    arr := []int{64, 45, 22, 11, 90, 88, 77, 50, 42, 100, 25, 36, 17, 63, 55}  
    fmt.Println("选择排序 - Go")  
    startTime := time.Now()  
    fmt.Printf("开始时间: %v\n", startTime)  
  
    selectionSort(arr)  
  
    endTime := time.Now()  
    fmt.Printf("结束时间: %v\n", endTime)  
    duration := endTime.Sub(startTime)  
    durationMicros := duration.Microseconds()  
    fmt.Printf("排序完成，所用时间: %d 微秒\n", durationMicros)  
    fmt.Printf("排序后的数组: %v\n", arr)  
}

5. C++

  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <chrono>  
#include <iomanip>  
  
void selectionSort(std::vector<int>& arr) {  
    int n = arr.size();  
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {  
        int minIdx = i;  
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {  
            if (arr[j] < arr[minIdx]) {  
                minIdx = j;  
            }  
        }  
        std::swap(arr[minIdx], arr[i]);  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::vector<int> arr = {64, 45, 22, 11, 90, 88, 77, 50, 42, 100, 25, 36, 17, 63, 55};  
    std::cout << "选择排序 - C++" << std::endl;  
      
    auto startTime = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    auto start\_time\_t = std::chrono::system\_clock::to\_time\_t(  
        std::chrono::time\_point\_cast<std::chrono::seconds>(std::chrono::system\_clock::now())  
    );  
    std::cout << "开始时间: " << std::put\_time(std::localtime(&start\_time\_t), "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;  
  
    selectionSort(arr);  
  
    auto endTime = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    auto end\_time\_t = std::chrono::system\_clock::to\_time\_t(  
        std::chrono::time\_point\_cast<std::chrono::seconds>(std::chrono::system\_clock::now())  
    );  
    std::cout << "结束时间: " << std::put\_time(std::localtime(&end\_time\_t), "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;  
      
    auto duration = std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(endTime - startTime);  
    std::cout << "排序完成，所用时间: " << duration.count() << " 微秒" << std::endl;  
      
    std::cout << "排序后的数组: ";  
    for (int value : arr) {  
        std::cout << value << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
      
    return 0;  
}

插入排序评测代码

以下是使用五种编程语言实现的插入排序代码：

Rust

  
use std::time::SystemTime;  
  
fn insertion\_sort(arr: &mut [i32]) {  
    for i in 1..arr.len() {  
        let key = arr[i];  
        let mut j = i;  
        while j > 0 && arr[j - 1] > key {  
            arr[j] = arr[j - 1];  
            j -= 1;  
        }  
        arr[j] = key;  
    }  
}  
  
fn main() {  
    let mut arr = vec![64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42];  
      
    let start\_time = SystemTime::now();  
    println!("开始时间: {:?}", start\_time);  
      
    insertion\_sort(&mut arr);  
      
    let end\_time = SystemTime::now();  
    println!("结束时间: {:?}", end\_time);  
      
    let duration = end\_time.duration\_since(start\_time).unwrap();  
    let duration\_micros = duration.as\_micros();  
    println!("排序完成，所用时间: {} 微秒", duration\_micros);  
    println!("排序后的数组: {:?}", arr);  
}

Java

  
package com.libin9ioak;  
  
public class InsertionSort {  
    public static void insertionSort(int[] arr) {  
        int n = arr.length;  
        for (int i = 1; i < n; i++) {  
            int key = arr[i];  
            int j = i - 1;  
            while (j >= 0 && arr[j] > key) {  
                arr[j + 1] = arr[j];  
                j--;  
            }  
            arr[j + 1] = key;  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        // 为了测试性能，应使用更大规模数据（如 10,000）  
        int n = 10\_000;  
        int[] arr = new int[n];  
        java.util.Random rand = new java.util.Random(42); // 固定种子，保证可重复  
        for (int i = 0; i < n; i++) {  
            arr[i] = rand.nextInt(100\_000);  
        }  
  
        // ✅ 关键：使用 System.nanoTime()  
        long startNanos = System.nanoTime();  
        insertionSort(arr);  
        long endNanos = System.nanoTime();  
  
        long durationMicros = (endNanos - startNanos) / 1\_000; // 纳秒 → 微秒  
  
        System.out.println("排序 " + n + " 个整数，耗时: " + durationMicros + " 微秒");  
  
        // 可选：验证是否排序正确  
        // System.out.println("前10个: " + java.util.Arrays.toString(java.util.Arrays.copyOf(arr, 10)));  
    }  
}

Python

  
import time  
  
def insertion\_sort(arr):  
    for i in range(1, len(arr)):  
        key = arr[i]  
        j = i - 1  
        while j >= 0 and arr[j] > key:  
            arr[j + 1] = arr[j]  
            j -= 1  
        arr[j + 1] = key  
  
# 测试数据  
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42]  
  
start\_time = time.time()  
print(f"开始时间: {time.ctime(start\_time)}")  
  
insertion\_sort(arr)  
  
end\_time = time.time()  
print(f"结束时间: {time.ctime(end\_time)}")  
  
duration\_micros = (end\_time - start\_time) * 1000000  
print(f"排序完成，所用时间: {duration\_micros:.2f} 微秒")  
print(f"排序后的数组: {arr}")

Go

  
package main  
  
import (  
    "fmt"  
    "time"  
)  
  
func insertionSort(arr []int) {  
    for i := 1; i < len(arr); i++ {  
        key := arr[i]  
        j := i - 1  
          
        for j >= 0 && arr[j] > key {  
            arr[j+1] = arr[j]  
            j = j - 1  
        }  
        arr[j+1] = key  
    }  
}  
  
func main() {  
    arr := []int{64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42}  
      
    startTime := time.Now()  
    fmt.Printf("开始时间: %v\n", startTime)  
      
    insertionSort(arr)  
      
    endTime := time.Now()  
    fmt.Printf("结束时间: %v\n", endTime)  
      
    duration := endTime.Sub(startTime)  
    durationMicros := duration.Microseconds()  
    fmt.Printf("排序完成，所用时间: %d 微秒\n", durationMicros)  
    fmt.Printf("排序后的数组: %v\n", arr)  
}

C++

  
#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <chrono>  
#include <iomanip>  
  
void insertionSort(std::vector<int>& arr) {  
    int n = arr.size();  
    for (int i = 1; i < n; i++) {  
        int key = arr[i];  
        int j = i - 1;  
          
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {  
            arr[j + 1] = arr[j];  
            j = j - 1;  
        }  
        arr[j + 1] = key;  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::vector<int> arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90, 88, 76, 50, 42};  
      
    auto start\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "开始时间: " << start\_time.time\_since\_epoch().count() << std::endl;  
      
    insertionSort(arr);  
      
    auto end\_time = std::chrono::high\_resolution\_clock::now();  
    std::cout << "结束时间: " << end\_time.time\_since\_epoch().count() << std::endl;  
      
    auto duration = std::chrono::duration\_cast<std::chrono::microseconds>(end\_time - start\_time);  
    std::cout << "排序完成，所用时间: " << duration.count() << " 微秒" << std::endl;  
      
    std::cout << "排序后的数组: ";  
    for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {  
        std::cout << arr[i] << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
      
    return 0;  
}

四、执行时间测试结果

在 OnlineGDB 平台运行后，统计每种语言在相同输入数据下五种算法的平均执行时间（单位：微秒）。

| 排序算法 | Rust | Java | Python | Go | C++ | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 快速排序 | 5 | 173 | 25 | 340 | 3 | | 归并排序 | 11 | 8544 | 20 | 141 | 13 | | 冒泡排序 | 34 | 2963.37 | 76.61 | 77 | 93 | | 选择排序 | 19 | 1559 | 29 | 271 | 50 | | 插入排序 | 15 | 18164 | 64.61 | 181 | 47 |

五、📊 执行时间对比

已计算五大语言在五种排序算法下的 平均耗时（单位：微秒） ，结果如下：

📊 平均耗时对比（μs）

| 语言 | 算术平均（μs） | 几何平均（μs） | 说明 | | --- | --- | --- | --- | | Rust | 16.80 | 13.97 | 最快且最稳定 | | C++ | 41.20 | 24.33 | 算术均值受冒泡（93）拉高，几何均更反映典型性能 | | Python | 43.04 | 37.26 | 表现稳健，波动小 | | Go | 202.00 | 178.47 | 受快排（340）拖累严重 | | Java | 6,280.67 | 2,622.47 | 插入（18,164）与归并（8,544）显著拉高均值 |

✅ 推荐优先看「几何平均」 ：它对极端值（如 Java 的 18k μs）不敏感，更能反映“典型算法”的表现水平。

🔍 关键观察

Rust 全面领先

算术均值仅 16.8 μs，不到 C++ 的一半；
所有算法均 < 35 μs， 无短板 。

C++ 低开销，但冒泡拉胯

快排（3）、归并（13）、插入（47）极快；
冒泡（93）是 Rust（34）的 2.7 倍 → 可能未优化内层循环。

Python 意外稳健

算术均值（43.04）仅略高于 C++（41.2）；
五种算法耗时集中在 20–77 μs → 适合教学/原型开发。

Go 快排异常

若快排从 340 降至合理值（如 70），算术均值将从 202 → 约 122 μs ，超越 Python。

Java 亟需排查

归并/插入测试的是 Integer[] （对象数组）而非 int[] ；
未预热 JIT（首次运行慢）。
几何均值 2,622 μs 仍远高于其他语言（约 187× Rust）；
极可能：

📈 语言性能排序（按几何平均）

| 排名 | 语言 | 几何平均（μs） | 相对 Rust 慢倍数 | | --- | --- | --- | --- | | 1 🥇 | Rust | 13.97 | 1.0× | | 2 🥈 | C++ | 24.33 | 1.74× | | 3 🥉 | Python | 37.26 | 2.67× | | 4 | Go | 178.47 | 12.8× | | 5 | Java | 2,622.47 | 187.7× |

结论：编译型语言（Rust）整体性能领先解释型语言（ Python），介于中间。

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