F＃脚本中的性能调整/ F＃交互式

Question

我需要将任意整数（即bigint ）转换为其数字，以便可以通过索引访问它们。

但是，我发现自己在算法的两种可能的实现之间感到困惑：

open System

let toDigits (x:bigint) =
    x.ToString() 
    |> Seq.map (fun c -> (int c) - (int '0'))
    |> Seq.toArray

let toDigits' (x:bigint) =
    seq {
        let x' = ref x
        while !x' <> 0I do
            yield (int (!x' % 10I))
            x' := !x' / 10I
    } |> Seq.toArray |> Seq.rev

我喃喃地说哪一个最快？ 为了帮助我回答这个问题，我设计了一个简单的profile方法

let profile f times = 
    let x = ref 0
    while !x < times do
        incr x
        f (bigint !x) |> ignore

与F＃Interactive的#time混合时，将产生以下输出：

> profile toDigits 10000000;;
Real: 00:00:11.609, CPU: 00:00:11.606, GC gen0: 825, gen1: 1, gen2: 0
val it : unit = ()
> profile toDigits' 10000000;;
Real: 00:00:28.891, CPU: 00:00:28.844, GC gen0: 1639, gen1: 3, gen2: 0
val it : unit = ()

这清楚地表明了toDigit的优越性。 不过，我想知道为什么，所以我要问我的F＃溢出者，从现在开始我该怎么办。

在一个典型的Java程序中，我将启动一个探查器（例如jvisualvm），并告诉我在某种CPU采样视图中哪些是热门方法。 我想这与在常规项目中使用.fs文件进行开发的方式完全一样。 当我进入F＃Interactive时，我有些失落。 我是否应该将.NET探查器（在这种情况下为ANTS内存探查器）连接到F＃Interactive？ 这种软件开发是否有特殊的工作流程？

Answer 1

也许这不是您要寻找的答案，但是在函数式编程的世界中，为任务选择正确的方式（算法，数据结构等）可能会带来比其他类似OOP的彻底微操作更多的收益。 .NET探查器可能提供的高级代码分析。

为了说明我的观点，在您的演示案例中，很难选择同时使用toDigits和toDigits'函数中的序列进行操作。 如果我们选择留在数组空间内，则等效功能可以表示为

let toDigits'' (x: bigint) =
    x.ToString().ToCharArray() |> Array.map (fun c -> int(c) - int('0'))

现在转到FSI提供的配置文件，我们可以观察到

> profile toDigits 10000000;;
Real: 00:00:13.020, CPU: 00:00:13.000, GC gen0: 1649, gen1: 2, gen2: 0

> profile toDigits'' 10000000;;
Real: 00:00:02.334, CPU: 00:00:02.343, GC gen0: 604, gen1: 1, gen2: 0

因此，由于有更好的数据结构可供选择，因此我们获得了5.6倍的加速 ，而FSI Profiler恰恰证明了这一事实。

Answer 2

在一个典型的Java程序中，我将启动一个探查器（例如jvisualvm），并告诉我在某种CPU采样视图中哪些是热门方法。 我想这与在常规项目中使用.fs文件进行开发的方式完全一样。 当我进入F＃Interactive时，我有些失落。

使用fsx文件和F＃Interactive并不意味着您应该完全放弃编译项目。 我将在“ File Properties Build Action中将“ Build Action更改为“ Compile ，以便直接编译fsx文件。 我们需要在某些地方使用条件编译，例如

#if INTERACTIVE
#time "on";;
#endif

编译代码的优点是：

• 您可以使用Visual Studio分析器获取有关程序中热点的统计信息。
• 您可以使用ILSpy反编译程序。 有时，IL或等效的C＃代码可以使您深入了解程序的行为方式。

随着代码的发展，您可以考虑将核心功能移至fs文件，并在fsx文件中保留快速分析功能。

回到您的示例， toDigits'的改进是避免使用引用：

let toDigits'' (x:bigint) =
    let rec loop x acc =
        if x <> 0I then
            loop (x/10I) (int(x%10I)::acc)
        else acc
    loop x [] |> List.toArray

结果表明， toDigits''是1.5倍的速度比toDigits'和1.5倍慢toDigits 。

很难击败toDigit因为它没有对bigint使用任何算术运算。 toDigit一个明显缺点是，它对负的bigint给出无意义的结果。