I wrote the same code in C++ and Python, and got slower results using C++

I have written a code which should be doing the same in both languages.
It generates a matrix of a given size, populates it with random numbers, then makes it hermitian, and last it calculates its eigenvalues and eigenvectors.

I have ran the code for different matrix sizes both in python and c++, and got following results:

Matrix Size Time in C++ (s) Time in Python (s)
1 3e-06 0.000134
5 2.1e-05 0.000196
10 2.2e-05 0.000384
20 6.6e-05 0.000288
40 0.000178 0.00276
80 0.001007 0.00114
160 0.008597 0.00975
320 0.075458 0.0145
640 0.835541 0.0541
1280 8.65162 0.2754

I don’t understand why from around matrix size = 200 the c++ code starts to get slower and slower.

Here is my c++ code:

#include <iostream>
#include <gsl/gsl_matrix.h>
#include <gsl/gsl_eigen.h>
#include <random>
#include <ctime>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 2) {
        cout << "Usage: " << argv[0] << " <matrix_size>" << endl;
        return 1;
    }

    const size_t matrix_size = atoi(argv[1]);

    gsl_matrix* matrix = gsl_matrix_calloc(matrix_size, matrix_size);
    gsl_eigen_symmv_workspace* workspace = gsl_eigen_symmv_alloc(matrix_size);
    gsl_vector* eigenvalues = gsl_vector_alloc(matrix_size);
    gsl_matrix* eigenvectors = gsl_matrix_alloc(matrix_size, matrix_size);
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0);

    // Initialize matrix with random numbers
    for (size_t i = 0; i < matrix_size; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < matrix_size; ++j) {
            gsl_matrix_set(matrix, i, j, dis(gen));
        }
    }

    // Make the matrix symmetric
    for (size_t i = 0; i < matrix_size; ++i) {
        for (size_t j = i + 1; j < matrix_size; ++j) {
            double value = gsl_matrix_get(matrix, i, j);
            gsl_matrix_set(matrix, j, i, value);
        }
    }

    // Calculate eigenvalues and eigenvectors
    clock_t start_time = clock();
    gsl_eigen_symmv(matrix, eigenvalues, eigenvectors, workspace);
    clock_t end_time = clock();
    double elapsed_time = double(end_time - start_time) / CLOCKS_PER_SEC;

    // Print eigenvalues and eigenvectors
    cout << elapsed_time << endl;

    // Free allocated memory
    gsl_matrix_free(matrix);
    gsl_eigen_symmv_free(workspace);
    gsl_vector_free(eigenvalues);
    gsl_matrix_free(eigenvectors);

    return 0;
}

compiled with g++ -O3 gsltests.cpp -o gsltests -lgsl -lgslcblas.

And my python code:

import numpy as np
from scipy.linalg import eigh
import time


def main(matrix_size):
    matrix = np.random.rand(matrix_size, matrix_size)
    matrix = (matrix + matrix.T) / 2  # Make the matrix symmetric

    start_time = time.time()
    eigenvalues, eigenvectors = eigh(matrix)
    end_time = time.time()
    elapsed_time = end_time - start_time

    print(elapsed_time)

if __name__ == "__main__":
    import sys
    if len(sys.argv) != 2:
        print("Usage:", sys.argv[0], "<matrix_size>")
        sys.exit(1)
    main(int(sys.argv[1]))

9

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật