Scala рекурсия против цикла: вопросы производительности и времени выполнения
мы написали наивныйТестовый стенд для измерения производительности трех видов факториальной реализации: на основе цикла, без хвостовой рекурсии и хвостовой рекурсии.
Удивительно для меняхудшим исполнителем были петлевые («в то время как" Ожидалось, что будет более эффективным, поэтому я предоставил оба) это стоило почти в два раза больше, чем хвостовая рекурсивная альтернатива.
ОТВЕТ: исправление реализации цикла, исключающее оператор * =, который хуже всего работает с BigInt из-за его внутренних функций «петли » стал быстрее, чем ожидалось
Другая "WooDoo » поведение яя испытал исключение StackOverflow, которое не былоСистематически выбрасывается 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 0, "n must be positive")
var accumulator: Out = 1
var i = 1
while (i 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 «в то время как" реализация):
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 вывод из консоли sbt (после «в то время как" реализация):
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 вывод из консоли sbt (после «вверх » реализация хвостовой рекурсии) мир возвращается вменяемым
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 «петли »мир совершенно вменяемый
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 Lernt на BigInts »