Scala中的惰性評估有哪些良好的用例？

Question

在處理大型館藏時，我們通常會聽到“惰性評估”一詞。 我想更好地說明嚴格評估和惰性評估之間的區別，因此我嘗試了以下示例-從列表中獲取前兩個偶數：

scala> var l = List(1, 47, 38, 53, 51, 67, 39, 46, 93, 54, 45, 33, 87)
l: List[Int] = List(1, 47, 38, 53, 51, 67, 39, 46, 93, 54, 45, 33, 87)

scala> l.filter(_ % 2 == 0).take(2)
res0: List[Int] = List(38, 46)

scala> l.toStream.filter(_ % 2 == 0).take(2)
res1: scala.collection.immutable.Stream[Int] = Stream(38, ?)

我注意到當我使用toStream ，我得到了Stream(38, ?) toStream Stream(38, ?) 。 什么是“？” 是這里嗎 這與懶惰評估有關嗎？

另外，什么是延遲評估的好例子，什么時候應該使用它，為什么？

Answer 1

使用惰性集合的一個好處是“保存”內存，例如在映射到大型數據結構時。 考慮一下：

val r =(1 to 10000)
   .map(_ => Seq.fill(10000)(scala.util.Random.nextDouble))
   .map(_.sum)
   .sum

並使用惰性評估：

val r =(1 to 10000).toStream
   .map(_ => Seq.fill(10000)(scala.util.Random.nextDouble))
   .map(_.sum)
   .sum

第一條語句將生成大小為10000的10000 Seq並將其保留在內存中，而在第二種情況下，一次只需要在內存中存在一個Seq ，因此它的速度要快得多...

另一個用例是實際只需要一部分數據時。 我經常將惰性集合與take ， takeWhile等一起使用

Answer 2

讓我們來看一個現實生活中的場景-您沒有一個列表，而是擁有一個大型日志文件，您希望提取其中包含“成功”的前10行。

直接的解決方案是逐行讀取文件，一旦包含“成功”的行，則將其打印並繼續下一行。

但是因為我們喜歡函數式編程，所以我們不想使用傳統的循環。 相反，我們希望通過組合功能來實現我們的目標。

第一次嘗試：

Source.fromFile("log_file").getLines.toList.filter(_.contains("Success")).take(10)

讓我們嘗試了解這里實際發生的情況：

1. 我們閱讀了整個文件

2. 過濾相關行

3. 拿了前10個元素

如果嘗試打印Source.fromFile("log_file").getLines.toList ，則將獲取整個文件，這顯然是浪費，因為並非所有行都與我們相關。

為什么我們得到所有行，然后才執行過濾？ 這是因為List是嚴格的數據結構，因此當我們調用toList ，它將立即求值，並且僅在擁有全部數據之后才應用過濾。

幸運的是，Scala提供了惰性數據結構， 流是其中之一：

Source.fromFile("log_file").getLines.toStream.filter(_.contains("Success")).take(10)

為了演示差異，讓我們嘗試：

Source.fromFile("log_file").getLines.toStream

現在我們得到類似：

Scala.collection.immutable.Stream[Int] = Stream(That's the first line, ?)

toStream 僅計算一個元素 -文件的第一行。 下一個元素由“？”表示，表示流尚未評估下一個元素，這是因為toStream是lazy function ，並且僅在使用時評估下一項。

現在，在應用過濾器功能之后，它將開始讀取下一行，直到獲得包含“成功”的第一行：

> var res = Source.fromFile("log_file").getLines.toStream.filter(_.contains("Success"))
Scala.collection.immutable.Stream[Int] = Stream(First line contains Success!, ?)

現在，我們將take功能。 仍然沒有執行任何操作，但是它知道應該選擇10行，因此在我們使用結果之前它不會評估：

res foreach println

最后，我們現在打印res ，正如我們期望的那樣，我們將獲得一個包含前10行的Stream。