与 Java 等相比，F# 性能较差。我做错了什么？

问：

我目前正在尝试使用 F# 进行编程。因此，我编写了一个简单的 F# 脚本，以一种非常愚蠢的方式计算 PI。我已经用许多编程语言编写了这个算法，但这次它的执行速度很慢，我不知道我做错了什么。 与我的 Java 版本相比，这里的速度大约慢了 10-20 倍（在我的机器上通过按 Alt+Enter 在 VS Code 中运行大约需要 10-15 瑞典克），这很多（在我看来）。

算法的想法是向一个 1 x 1 的正方形投掷飞镖，其中有一个圆圈。圆与正方形的边缘接触。如果飞镖击中圆圈，它就会被计算在内。投掷完所有飞镖后，您只需将飞镖命中数除以飞镖总数，然后乘以 4 即可获得 PI。

我尝试了很多方法来解决我的错误，但找不到它。

• 我试图用固定值替换随机数生成 - >没有做太多事情
• 我试图用常量值替换 Math.Sqrt -> 没有做太多事情
• 我用 Arrays 替换了 Seq.xxx 调用，同时希望这能减少开销。->没有做太多

PS：我知道这种计算 Pi 的方法很糟糕。但这不是我在这里试图表达的重点。

open System

let random = Random(DateTime.Now.Millisecond)
let throwDart i = (random.NextDouble(), random.NextDouble())

let distance dart point = let (x1, y1), (x2, y2) = dart, point
                          (x2 - x1, y2 - y1)
let length distance = let (x, y) = distance
                      Math.Sqrt(x * x + y * y)

let isInside circle dartHit = 
        let (center, radius) = circle 
        distance center dartHit |> length  |> (fun x -> x < radius)

let circle = ((0.5, 0.5), 0.5)

let dartCount = 100000000

let dartSeqence = Seq.init dartCount throwDart
let pi = float(dartSeqence |> Seq.filter (isInside circle) |> Seq.length) / float(dartCount) * 4.0

也许有人知道我做错了什么。我希望 F# 能在这个任务中做得很好，因为它是一个非常简单和直接的算法。

提前感谢您的帮助。

更新1：

嗨，再次运行我的 Java 代码后，我有点失望，因为我认为它更快。这是在我的机器上运行大约 4.4 秒的代码：

import java.util.Random;

public class DartThrower{
    Random random;

    public DartThrower(){
        random = new Random();
    }
    public boolean throwDart(){
        double x = random.nextDouble();
        double y = random.nextDouble();
        // wenn Entfernung des Punktes vom Mittelpunkt (0.5|0.5) größer als 0.5 ist wird false ausgegeben
        boolean inTheCircle = Math.sqrt((0.5 - x) * (0.5 - x) + (0.5 - y) * (0.5 - y)) <= 0.5;  
        return inTheCircle;
    }
}

class PiCalculator{
    public static void main(String[] args){
        long start = System.currentTimeMillis();
        double hitCount = 0.0;
        double throwCount = 100000000L;
        DartThrower thrower = new DartThrower();

        for (long i = 0; i < throwCount; i++){
            boolean hit = thrower.throwDart();
            hitCount += hit ? 1 : 0;
        }
        double a = hitCount / throwCount;
        double pi = a * 4.0;
        System.out.println("Pi= " + pi);
        System.out.println("took " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
    }
}

对不起，但我认为时间不到 1 秒 - 这就是为什么我谈论的执行速度提高了 10-20 倍。 这是不正确的！在我重新确定自己在时间上的错误之后，我决定为两者添加一些时间戳并得到

• Java：约4.3秒
• F#：约13.0秒

因此，在这两者之间考虑 3-4 个因素。如果我尝试使用 @Tomas Petricek 的性能更新，这种差异可能已经过时了。我会尝试并告诉你结果。

感谢您到目前为止的帮助。