Scala'da Vector'i ne zaman seçmeliyim?

VectorScala koleksiyonları partisine geç kalmış gibi görünüyor ve tüm etkili blog gönderileri zaten terk edilmişti.

Java ArrayListvarsayılan koleksiyonu - kullanabilirsiniz LinkedListama sadece bir algoritma düşündüm ve optimize etmek için yeterince dikkatli. Scala'da Vectorvarsayılan olarak kullanmalı mıyım Seq, yoksa Listgerçekten daha uygun olduğunda çalışmaya mı çalışmalıyım ?

Genel bir kural olarak, varsayılan olarak Vector. Daha hızlı daha var Listiçin neredeyse büyük-daha-önemsiz büyüklükteki dizileri için her şeyi bellek verimli ve daha fazlası. Diğer koleksiyonlara kıyasla Vector'in göreceli performansıyla ilgili bu belgelere bakın . Devam etmek için bazı dezavantajları var Vector. özellikle:

• Kafadaki güncellemeler daha yavaştır List(düşündüğünüz kadar olmasa da)

Scala 2.10'dan önceki bir diğer dezavantaj, desen eşleştirme desteğinin daha iyi olmasıydı List, ancak bu 2.10'da genelleştirilmiş +:ve :+ekstraktörlerle düzeltildi .

Bu soruya yaklaşmanın daha soyut, cebirsel bir yolu da var: kavramsal olarak ne tür bir sıralamanız var? Ayrıca, kavramsal olarak bununla ne yapıyorsunuz? Bir döndüren bir işlev görürseniz, işlevin Option[A]kendi alanında bazı delikler olduğunu biliyorum (ve bu nedenle kısmi). Aynı mantığı koleksiyonlara da uygulayabiliriz.

Eğer bir dizi dizilim varsa List[A], etkili bir şekilde iki şey iddia ediyorum. İlk olarak, algoritmam (ve verilerim) tamamen yığın yapısına sahip. İkincisi, bu koleksiyonla yapacağım tek şeyin dolu olduğunu iddia ediyorum, O (n) çapraz geçişler. Bu ikisi gerçekten el ele gidiyor. Tersine, eğer bir şeyim varsa Vector[A], iddia ettiğim tek şey verilerimin iyi tanımlanmış bir sıraya ve sonlu bir uzunluğa sahip olmasıdır. Böylece, iddialar daha zayıftır Vectorve bu daha fazla esnekliğe yol açar.

Eh, bir Listalgoritma ile sadece uygulanabilir inanılmaz hızlı olabilir ::, headve tail. Son zamanlarda bunun yerine bir ders aldım, Java'yı splitbir Listyerine üreterek yendiğimde Arrayve başka bir şeyle yenemediğimde.

Ancak, Listtemel bir sorunu vardır: paralel algoritmalarla çalışmaz. Bir bölme değil Listbirden fazla parça halinde ya da etkili bir şekilde, geri bağlamak.

Paralelliği daha iyi ele alabilecek başka koleksiyonlar da vardır - ve Vectorbunlardan biridir. VectorAyrıca Listbazı algoritmalar için gerçek bir artı olabilir - ki - büyük yerellik vardır .

Yani, her şey göz önünde Vectoriyi seçimdir sürece sen çok tercih edilen başka koleksiyonlarından birini yapmak özel hususlar var -, seçtiğiniz olabilir örneğin Streamtembel değerlendirme ve önbelleğe alma isterseniz ( Iteratorhızlıdır ancak önbellek değil), ya da Listeğer algoritma bahsettiğim operasyonlarla doğal olarak uygulanır.

Arada, kullanılması tercih edilir Seqveya IndexedSeqAPI belirli bir parçasını (örneğin istemedikçe List'ler ::), hatta GenSeqveya GenIndexedSeqeğer algoritma paralel olarak çalıştırılabilir.

Buradaki ifadelerin bazıları kafa karıştırıcı ya da yanlış, özellikle değişmez olduğu fikri. Scala'daki vektör ArrayList gibi bir şey. List ve Vector değişmez, kalıcı (yani "değiştirilmiş bir kopya almak için ucuz") veri yapılarıdır. Değişebilir veri yapıları için makul bir varsayılan seçenek yoktur, ancak algoritmanızın ne yaptığına bağlıdır. Liste tek başına bağlantılı bir listedir, Vector ise bir taban-32 tam sayı trie iken, 32 derece düğümlü bir tür arama ağacıdır. Bu yapıyı kullanarak, Vector en yaygın işlemleri oldukça hızlı sağlayabilir, yani O (log_32 ( n)). Bu, baş / kuyrukta başa ekleme, ekleme, güncelleme, rasgele erişim, ayrışma için çalışır. Ardışık sırada yineleme doğrusaldır. Öte yandan liste sadece doğrusal yineleme ve sabit zaman başlangıcı, baş / kuyrukta ayrışma sağlar.

Bu, Vector neredeyse tüm durumlarda Liste için iyi bir yedek gibi görünebilir, ancak başa dönme, ayrışma ve yineleme genellikle işlevsel bir programdaki diziler üzerinde önemli işlemlerdir ve bu işlemlerin sabitleri vektör nedeniyle (daha) daha yüksektir. daha karmaşık yapısına. Birkaç ölçüm yaptım, bu yüzden yineleme liste için yaklaşık iki kat daha hızlı, başa çıkma listelerde yaklaşık 100 kat daha hızlı, baş / kuyrukta ayrışma listelerde yaklaşık 10 kat daha hızlı ve çaprazlanabilir bir üretimden vektörler için yaklaşık 2 kat daha hızlı. (Muhtemelen bunun nedeni, Vector öğelerini tek tek eklemek veya eklemek yerine bir oluşturucu kullanarak oluşturduğunuzda 32 öğenin dizilerini aynı anda ayırabilmesidir).

Peki hangi veri yapısını kullanmalıyız? Temel olarak, dört yaygın durum vardır:

• Dizileri yalnızca harita, filtre, katlama vb. İşlemlerle dönüştürmemiz gerekir: temelde önemli değil, algoritmamızı genel olarak programlamalıyız ve hatta paralel dizileri kabul etmekten faydalanabiliriz. Sıralı işlemler için Liste muhtemelen biraz daha hızlıdır. Ancak optimizasyon yapmanız gerekiyorsa karşılaştırmalı değerlendirmeniz gerekir.
• Çok sayıda rastgele erişime ve farklı güncellemelere ihtiyacımız var, bu yüzden vektör kullanmalıyız, liste yasak yavaş olacak.
• Listeler üzerinde klasik işlevsel bir şekilde çalışır, bunları tekrarlayarak ve yinelemeli ayrışmayla yineleyerek oluştururuz: kullanım listesi, vektör 10-100 veya daha fazla faktör kadar yavaşlar.
• Temelde zorunlu olan ve bir listede çok sayıda rasgele erişim gerçekleştiren, hızlı sıralama gibi bir şey olan, performans açısından kritik bir algoritmaya sahibiz: örneğin, ArrayBuffer gibi zorunlu bir veri yapısı kullanın ve verilerinizi yerel olarak ve ona kopyalayın.

Değişmez koleksiyonlar için, bir dizi istiyorsanız, ana kararınız performans için farklı garantiler veren bir IndexedSeqveya a kullanılıp kullanılmayacağıdır LinearSeq. Bir IndexedSeq, elemanlara hızlı rastgele erişim ve hızlı uzunluk operasyonu sağlar. Bir LinearSeq sadece ilk elemana üzerinden hızlı erişim sağlar head, fakat aynı zamanda hızlı bir tailişlem gerçekleştirir. (Seq belgelerinden alınmıştır.)

Bir için IndexedSeqnormalde bir Vector. Ranges ve WrappedStrings aynı zamanda IndexedSeqs'dir.

Bir için LinearSeqnormalde bir Listveya tembel eşdeğerini seçersiniz Stream. Diğer örnekler Queues ve Stacks'dir.

Yani, Java açısından ArrayListScala'nın gibi kullanılabilen Vectorve LinkedListbenzer Scala'nın için List. Ancak Scala'da List'i Vector'dan daha sık kullanma eğilimindeyim, çünkü Scala, eşleme, katlama, yineleme vb. tek tek elemanlara rastgele erişmektense.

Çok rastgele erişim ve rastgele mutasyon içeren durumlarda, a Vector(veya - dokümanların dediği gibi - a Seq) iyi bir uzlaşma gibi görünmektedir. Bu aynı zamanda ne performans özellikleri göstermektedir.

Ayrıca, Vectorsınıf, dağıtılmış ortamlarda çok fazla veri çoğaltması olmadan güzel oynuyor gibi görünüyor çünkü tüm nesne için yazma üzerine kopyalamaya gerek yok. (Bkz. Http://akka.io/docs/akka/1.1.3/scala/stm.html#persistent-datastructures )

Değişmez bir şekilde programlıyorsanız ve rastgele erişime ihtiyacınız varsa, Seq gitmenin yoludur (genellikle yaptığınız bir Set istemiyorsanız). Aksi takdirde Liste iyi çalışır, ancak işlemleri paralelleştirilemez.

Değişmez veri yapılarına ihtiyacınız yoksa, ArrayList ile Scala eşdeğeri olduğundan ArrayBuffer'a sadık kalın.