Dieser Teil des Haskell-Codes läuft mit aber viel langsamer-O
-O
sollte aber ungefährlich sein . Kann mir jemand sagen, was passiert ist? Wenn es darauf ankommt, ist es ein Versuch, dieses Problem zu lösen , und es verwendet die binäre Suche und den persistenten Segmentbaum:
import Control.Monad
import Data.Array
data Node =
Leaf Int -- value
| Branch Int Node Node -- sum, left child, right child
type NodeArray = Array Int Node
-- create an empty node with range [l, r)
create :: Int -> Int -> Node
create l r
| l + 1 == r = Leaf 0
| otherwise = Branch 0 (create l m) (create m r)
where m = (l + r) `div` 2
-- Get the sum in range [0, r). The range of the node is [nl, nr)
sumof :: Node -> Int -> Int -> Int -> Int
sumof (Leaf val) r nl nr
| nr <= r = val
| otherwise = 0
sumof (Branch sum lc rc) r nl nr
| nr <= r = sum
| r > nl = (sumof lc r nl m) + (sumof rc r m nr)
| otherwise = 0
where m = (nl + nr) `div` 2
-- Increase the value at x by 1. The range of the node is [nl, nr)
increase :: Node -> Int -> Int -> Int -> Node
increase (Leaf val) x nl nr = Leaf (val + 1)
increase (Branch sum lc rc) x nl nr
| x < m = Branch (sum + 1) (increase lc x nl m) rc
| otherwise = Branch (sum + 1) lc (increase rc x m nr)
where m = (nl + nr) `div` 2
-- signature said it all
tonodes :: Int -> [Int] -> [Node]
tonodes n = reverse . tonodes' . reverse
where
tonodes' :: [Int] -> [Node]
tonodes' (h:t) = increase h' h 0 n : s' where s'@(h':_) = tonodes' t
tonodes' _ = [create 0 n]
-- find the minimum m in [l, r] such that (predicate m) is True
binarysearch :: (Int -> Bool) -> Int -> Int -> Int
binarysearch predicate l r
| l == r = r
| predicate m = binarysearch predicate l m
| otherwise = binarysearch predicate (m+1) r
where m = (l + r) `div` 2
-- main, literally
main :: IO ()
main = do
[n, m] <- fmap (map read . words) getLine
nodes <- fmap (listArray (0, n) . tonodes n . map (subtract 1) . map read . words) getLine
replicateM_ m $ query n nodes
where
query :: Int -> NodeArray -> IO ()
query n nodes = do
[p, k] <- fmap (map read . words) getLine
print $ binarysearch (ok nodes n p k) 0 n
where
ok :: NodeArray -> Int -> Int -> Int -> Int -> Bool
ok nodes n p k s = (sumof (nodes ! min (p + s + 1) n) s 0 n) - (sumof (nodes ! max (p - s) 0) s 0 n) >= k
(Dies ist genau der gleiche Code wie bei der Codeüberprüfung, aber diese Frage behebt ein anderes Problem.)
Dies ist mein Eingabegenerator in C ++:
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main (int argc, char * argv[]) {
srand(1827);
int n = 100000;
if(argc > 1)
sscanf(argv[1], "%d", &n);
printf("%d %d\n", n, n);
for(int i = 0; i < n; i++)
printf("%d%c", rand() % n + 1, i == n - 1 ? '\n' : ' ');
for(int i = 0; i < n; i++) {
int p = rand() % n;
int k = rand() % n + 1;
printf("%d %d\n", p, k);
}
}
Falls Sie keinen C ++ - Compiler zur Verfügung haben, dies das Ergebnis von./gen.exe 1000
.
Dies ist das Ausführungsergebnis auf meinem Computer:
$ ghc --version
The Glorious Glasgow Haskell Compilation System, version 7.8.3
$ ghc -fforce-recomp 1827.hs
[1 of 1] Compiling Main ( 1827.hs, 1827.o )
Linking 1827.exe ...
$ time ./gen.exe 1000 | ./1827.exe > /dev/null
real 0m0.088s
user 0m0.015s
sys 0m0.015s
$ ghc -fforce-recomp -O 1827.hs
[1 of 1] Compiling Main ( 1827.hs, 1827.o )
Linking 1827.exe ...
$ time ./gen.exe 1000 | ./1827.exe > /dev/null
real 0m2.969s
user 0m0.000s
sys 0m0.045s
Und dies ist die Zusammenfassung des Heap-Profils:
$ ghc -fforce-recomp -rtsopts ./1827.hs
[1 of 1] Compiling Main ( 1827.hs, 1827.o )
Linking 1827.exe ...
$ ./gen.exe 1000 | ./1827.exe +RTS -s > /dev/null
70,207,096 bytes allocated in the heap
2,112,416 bytes copied during GC
613,368 bytes maximum residency (3 sample(s))
28,816 bytes maximum slop
3 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)
Tot time (elapsed) Avg pause Max pause
Gen 0 132 colls, 0 par 0.00s 0.00s 0.0000s 0.0004s
Gen 1 3 colls, 0 par 0.00s 0.00s 0.0006s 0.0010s
INIT time 0.00s ( 0.00s elapsed)
MUT time 0.03s ( 0.03s elapsed)
GC time 0.00s ( 0.01s elapsed)
EXIT time 0.00s ( 0.00s elapsed)
Total time 0.03s ( 0.04s elapsed)
%GC time 0.0% (14.7% elapsed)
Alloc rate 2,250,213,011 bytes per MUT second
Productivity 100.0% of total user, 83.1% of total elapsed
$ ghc -fforce-recomp -O -rtsopts ./1827.hs
[1 of 1] Compiling Main ( 1827.hs, 1827.o )
Linking 1827.exe ...
$ ./gen.exe 1000 | ./1827.exe +RTS -s > /dev/null
6,009,233,608 bytes allocated in the heap
622,682,200 bytes copied during GC
443,240 bytes maximum residency (505 sample(s))
48,256 bytes maximum slop
3 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)
Tot time (elapsed) Avg pause Max pause
Gen 0 10945 colls, 0 par 0.72s 0.63s 0.0001s 0.0004s
Gen 1 505 colls, 0 par 0.16s 0.13s 0.0003s 0.0005s
INIT time 0.00s ( 0.00s elapsed)
MUT time 2.00s ( 2.13s elapsed)
GC time 0.87s ( 0.76s elapsed)
EXIT time 0.00s ( 0.00s elapsed)
Total time 2.89s ( 2.90s elapsed)
%GC time 30.3% (26.4% elapsed)
Alloc rate 3,009,412,603 bytes per MUT second
Productivity 69.7% of total user, 69.4% of total elapsed
haskell
optimization
ghc
compiler-bug
johnchen902
quelle
quelle
-fno-state-hack
. Dann muss ich tatsächlich versuchen, Details zu untersuchen.IO
oder verstecktST
sind), nur einmal aufgerufen werden. Es ist normalerweise eine gute Vermutung, aber wenn es eine schlechte Vermutung ist, kann GHC sehr schlechten Code produzieren. Die Entwickler haben lange versucht, einen Weg zu finden, um das Gute ohne das Schlechte zu erreichen. Ich denke, Joachim Breitner arbeitet derzeit daran.replicateM_
und dort GHC die Berechnung fälschlicherweise von außerhalbreplicateM_
nach innen verschiebt und sie daher wiederholt.Antworten:
Ich denke, es ist Zeit, dass diese Frage eine richtige Antwort bekommt.
Was ist mit deinem Code passiert?
-O
Lassen Sie mich Ihre Hauptfunktion vergrößern und leicht umschreiben:
Die Absicht hier ist eindeutig, dass das
NodeArray
einmal erstellt und dann in jeder derm
Aufrufe von verwendet wirdquery
.Leider wandelt GHC diesen Code effektiv in effektiv um
und Sie können das Problem sofort hier sehen.
Was ist der State Hack und warum zerstört er die Leistung meines Programms?
Der Grund ist der State Hack, der (grob) sagt: "Wenn etwas vom Typ ist
IO a
, nehmen Sie an, dass es nur einmal aufgerufen wird." Die offizielle Dokumentation ist nicht viel ausführlicher:Die Idee lautet ungefähr wie folgt: Wenn Sie eine Funktion mit einem
IO
Typ und einer where-Klausel definieren, zEtwas vom Typ
IO a
kann als etwas vom Typ angesehen werdenRealWord -> (a, RealWorld)
. In dieser Ansicht wird das Obige (ungefähr)Ein Anruf bei
foo
würde (normalerweise) so aussehenfoo argument world
. Aber die Definition vonfoo
nimmt nur ein Argument an, und das andere wird erst später von einem lokalen Lambda-Ausdruck verbraucht! Das wird ein sehr langsamer Anruf seinfoo
. Es wäre viel schneller, wenn der Code so aussehen würde:Dies wird als Eta-Erweiterung bezeichnet und erfolgt aus verschiedenen Gründen (z. B. durch Analyse der Funktionsdefinition , Überprüfung des Aufrufs und - in diesem Fall - typgerichtete Heuristik).
Leider verschlechtert dies die Leistung, wenn der Aufruf von
foo
tatsächlich die Form hatlet fooArgument = foo argument
, dh mit einem Argument, das jedochworld
(noch) nicht bestanden wurde. Wenn der ursprüngliche CodefooArgument
dann mehrmals verwendet wird,y
wird er immer noch nur einmal berechnet und gemeinsam genutzt. Im geänderten Codey
wird jedes Mal neu berechnet - genau das, was mit Ihrem passiert istnodes
.Können Dinge repariert werden?
Möglicherweise. Siehe # 9388 für einen Versuch, dies zu tun. Das Problem bei der Behebung besteht darin, dass die Leistung in vielen Fällen, in denen die Umwandlung in Ordnung ist, Kosten verursacht, obwohl der Compiler dies möglicherweise nicht sicher wissen kann. Und es gibt wahrscheinlich Fälle, in denen es technisch nicht in Ordnung ist, dh das Teilen geht verloren, aber es ist immer noch vorteilhaft, weil die Beschleunigungen durch das schnellere Anrufen die zusätzlichen Kosten der Neuberechnung überwiegen. Es ist also nicht klar, wohin man von hier aus gehen soll.
quelle
foo
"?-f-no-state-hack
beim kompilieren scheint das ziemlich schwer zu sein.{-# NOINLINE #-}
scheint das Offensichtliche zu sein, aber ich kann mir nicht vorstellen, wie ich es hier anwenden soll. Vielleicht würde es ausreichen, nurnodes
eine E / A-Aktion auszuführen und sich auf die Sequenzierung von zu verlassen>>=
?replicateM_ n foo
durchforM_ (\_ -> foo) [1..n]
hilft.