Я написал наивный тестовый стенд для измерения производительности трех видов факторной реализации: на основе цикла, не хвостовой рекурсии и хвостовой рекурсии.

Удивительно для меняхудшие показатели были циклическими (ожидалось, что «while» будет более эффективным, поэтому я предоставил оба) это стоило почти в два раза больше, чем хвостовая рекурсивная альтернатива.

ОТВЕТ: исправление реализации цикла, позволяющее избежать оператора * =, который хуже всего работает с BigInt, поскольку его внутренние «циклы» стали самыми быстрыми, как и ожидалось

Другое «woodoo» поведение, с которым я столкнулся, - это исключение StackOverflow, которое не выдается системно для одного и того же ввода в случае не хвостовой рекурсивной реализации. Я могу обойти StackOverlow, постепенно вызывая функцию с большими и большими значениями ... Я чувствую себя сумасшедшим :)Ответ: JVM требует сходиться во время запуска, тогда поведение является последовательным и систематическим

Это код:

final object Factorial {
  type Out = BigInt

  def calculateByRecursion(n: Int): Out = {
    require(n>0, "n must be positive")

    n match {
      case _ if n == 1 => return 1
      case _ => return n * calculateByRecursion(n-1)
    }
  }

  def calculateByForLoop(n: Int): Out = {
    require(n>0, "n must be positive")

    var accumulator: Out = 1
    for (i <- 1 to n)
      accumulator = i * accumulator
    accumulator
  }

  def calculateByWhileLoop(n: Int): Out = {
    require(n>0, "n must be positive")

    var accumulator: Out = 1
    var i = 1
    while (i <= n) {
      accumulator = i * accumulator
      i += 1
    }
    accumulator
  }

  def calculateByTailRecursion(n: Int): Out = {
    require(n>0, "n must be positive")

    @tailrec def fac(n: Int, acc: Out): Out = n match {
      case _ if n == 1 => acc
      case _ => fac(n-1, n * acc)
    }

    fac(n, 1)
  }

  def calculateByTailRecursionUpward(n: Int): Out = {
    require(n>0, "n must be positive")

    @tailrec def fac(i: Int, acc: Out): Out = n match {
      case _ if i == n => n * acc
      case _ => fac(i+1, i * acc)
    }

    fac(1, 1)
  }

  def comparePerformance(n: Int) {
    def showOutput[A](msg: String, data: (Long, A), showOutput:Boolean = false) =
      showOutput match {
        case true => printf("%s returned %s in %d ms\n", msg, data._2.toString, data._1)
        case false => printf("%s in %d ms\n", msg, data._1)
    }
    def measure[A](f:()=>A): (Long, A) = {
      val start = System.currentTimeMillis
      val o = f()
      (System.currentTimeMillis - start, o)
    }
    showOutput ("By for loop", measure(()=>calculateByForLoop(n)))
    showOutput ("By while loop", measure(()=>calculateByWhileLoop(n)))
    showOutput ("By non-tail recursion", measure(()=>calculateByRecursion(n)))
    showOutput ("By tail recursion", measure(()=>calculateByTailRecursion(n)))
    showOutput ("By tail recursion upward", measure(()=>calculateByTailRecursionUpward(n)))
  }
}

Далее следует некоторый вывод из консоли sbt (до реализации «while»):

scala> example.Factorial.comparePerformance(10000)
By loop in 3 ns
By non-tail recursion in >>>>> StackOverflow!!!!!… see later!!!
........

scala> example.Factorial.comparePerformance(1000)
By loop in 3 ms
By non-tail recursion in 1 ms
By tail recursion in 4 ms

scala> example.Factorial.comparePerformance(5000)
By loop in 105 ms
By non-tail recursion in 27 ms
By tail recursion in 34 ms

scala> example.Factorial.comparePerformance(10000)
By loop in 236 ms
By non-tail recursion in 106 ms     >>>> Now works!!!
By tail recursion in 127 ms

scala> example.Factorial.comparePerformance(20000)
By loop in 977 ms
By non-tail recursion in 495 ms
By tail recursion in 564 ms

scala> example.Factorial.comparePerformance(30000)
By loop in 2285 ms
By non-tail recursion in 1183 ms
By tail recursion in 1281 ms

Далее следует некоторый вывод из консоли sbt (после реализации «while»):

scala> example.Factorial.comparePerformance(10000)
By for loop in 252 ms
By while loop in 246 ms
By non-tail recursion in 130 ms
By tail recursion in 136 ns

scala> example.Factorial.comparePerformance(20000)
By for loop in 984 ms
By while loop in 1091 ms
By non-tail recursion in 508 ms
By tail recursion in 560 ms

Далее следует некоторый вывод из консоли sbt (после реализации «восходящей» хвостовой рекурсии) мир возвращается в здравом уме:

scala> example.Factorial.comparePerformance(10000)
By for loop in 259 ms
By while loop in 229 ms
By non-tail recursion in 114 ms
By tail recursion in 119 ms
By tail recursion upward in 105 ms

scala> example.Factorial.comparePerformance(20000)
By for loop in 1053 ms
By while loop in 957 ms
By non-tail recursion in 513 ms
By tail recursion in 565 ms
By tail recursion upward in 470 ms

Далее следует вывод из консоли sbt после исправления умножения BigInt в «loops»: мир совершенно нормален:

    scala> example.Factorial.comparePerformance(20000)
By for loop in 498 ms
By while loop in 502 ms
By non-tail recursion in 521 ms
By tail recursion in 611 ms
By tail recursion upward in 503 ms

BigInt накладные расходы иглупый Реализация мной замаскировала ожидаемое поведение.

Спасибо, парни

PS: В конце я должен переименовать этот пост в «Урок о BigInts»