Criterion Rust：方法、示例、安装

什么是 Criterion，为什么需要它？

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Criterion.rs 是一个强大且灵活的 Rust 语言基准测试（性能测试）库。它是 Haskell 中流行的 Criterion 库的直接对应版本，但针对 Rust 生态系统进行了适配。

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为什么需要 Criterion？与使用 std::time::Instant 进行简单计时不同，Criterion 提供了：

统计分析： 自动多次运行代码，收集执行时间样本，并计算平均值、中位数、标准差和百分位数。
与基准比较： 允许将当前代码版本的性能与之前版本进行比较（回归测试）。
生成报告： 创建带有图表和表格的精美 HTML 报告。
参数化基准测试： 轻松测试函数在不同输入数据下的性能。
抗噪声能力： Criterion 的算法能够抵抗由操作系统后台进程引起的执行时间波动。

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该库对于以下开发者来说不可或缺：

优化关键代码段。
确保新代码不会降低旧功能的性能。
基于数据而非猜测做出决策。

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在 Rust 项目中安装 Criterion

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与 Python（pip）或 Node.js（npm）不同，在 Rust 中，库的安装通过包管理器 Cargo 进行。Criterion 不是用于主代码的库，而是一个测试工具，因此应将其添加到 Cargo.toml 文件的 [dev-dependencies] 部分。

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您还需要在项目根目录（与 src/ 同级）创建一个 benches/ 目录。

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步骤 1：在 Cargo.toml 中添加依赖

[dev-dependencies]\ncriterion = { version = "0.5", features = ["html_reports"] }

注意： features = ["html_reports"] 标志用于启用 HTML 报告生成。没有它，将只有控制台文本输出。

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步骤 2：创建基准测试文件

创建一个文件 benches/my_benchmark.rs（名称可以是任意的）。

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步骤 3：运行基准测试

cargo bench

此命令将以 release 模式（带优化）编译您的项目，并运行 benches/ 文件夹中的所有基准测试。

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快速入门：第一个基准测试

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让我们编写一个简单的基准测试，测量从 0 到 99 的数字求和速度。

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// benches/my_benchmark.rs\nuse criterion::{black_box, criterion_group, criterion_main, Criterion};\n\n// 我们要测试的函数\nfn sum_slow(n: u64) -> u64 {\n    let mut sum = 0;\n    for i in 0..n {\n        sum += i;\n    }\n    sum\n}\n\nfn sum_fast(n: u64) -> u64 {\n    n * (n - 1) / 2\n}\n\nfn criterion_benchmark(c: &mut Criterion) {\n    // 对基准测试进行分组\n    let mut group = c.benchmark_group("sum_comparison");\n    \n    group.bench_function("slow", |b| b.iter(|| sum_slow(black_box(100))));\n    group.bench_function("fast", |b| b.iter(|| sum_fast(black_box(100))));\n    \n    group.finish();\n}\n\n// 用于注册和运行的宏\ncriterion_group!(benches, criterion_benchmark);\ncriterion_main!(benches);

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这里发生了什么？