clojure中的二进制搜索（实现/性能）

我在一个更大的程序中编写了一个二进制搜索函数，但它似乎比应该的要慢，而且分析显示了对clojure.lang.Numbers中方法的大量调用

我的理解是，Clojure可以在确定可以使用原语时使用原语。对clojure.lang.Numbers中方法的调用似乎表明它在这里没有使用原语

如果我强制循环变量为int，它会正确地抱怨recur参数不是基元。如果我也强制这些，代码会再次工作，但速度很慢。我唯一的猜测是，

（quot（+low-idx-high-idx）2）

没有生成原语，但我不确定从这里可以走到哪里

这是我在Clojure的第一个程序，所以请随时告诉我是否有更干净/实用/Clojure的方法来做一些事情

(defn binary-search
  [coll coll-size target]
  (let [cnt (dec coll-size)]
    (loop [low-idx 0 high-idx cnt]
      (if (> low-idx high-idx)
        nil
        (let [mid-idx (quot (+ low-idx high-idx) 2) mid-val (coll mid-idx)]
          (cond
            (= mid-val target) mid-idx
            (< mid-val target) (recur (inc mid-idx) high-idx)
            (> mid-val target) (recur low-idx (dec mid-idx))
            ))))))

(defn binary-search-perf-test
  [test-size]
  (do
    (let [test-set (vec (range 1 (inc test-size))) test-set-size (count test-set)]
      (time (count (map #(binary-search2 test-set test-set-size %) test-set)))
    )))

（defn二进制搜索）
[coll coll size target]
（让[cnt（dec coll尺寸）]
（环路[低idx 0高idx cnt]
（如果（>低idx高idx）
无
（让[mid idx（QUOTE（+low idx high idx）2）mid val（coll mid idx）]
（续）
（=中间值目标）中间idx
（mid val目标）（反复出现低idx（十二月中旬idx））
))))))
（defn二进制搜索性能测试
[测试尺寸]
（做
（让[测试集（vec（范围1（包括测试大小）））测试集大小（计数测试集）]
（时间（计数（映射#（二进制搜索2测试集测试集大小%）测试集）））
)))

在Clojure 1.2.x中，您只能强制局部变量，并且它们不能跨函数调用。 从Clojure 1.3.0开始，Clojure可以在函数调用中使用首字母数字，但不能通过更高阶的函数，如

map

如果您使用的是clojure 1.3.0+，那么您应该能够使用类型提示来实现这一点

与任何clojure优化问题一样，第一步是打开

（set！*反射时警告*true）

，然后添加类型提示，直到它不再抱怨为止

user=> (set! *warn-on-reflection* true)                                          
true
user=> (defn binary-search
  [coll coll-size target]
  (let [cnt (dec coll-size)]
    (loop [low-idx 0 high-idx cnt]
      (if (> low-idx high-idx)
        nil
        (let [mid-idx (quot (+ low-idx high-idx) 2) mid-val (coll mid-idx)]
          (cond
            (= mid-val target) mid-idx
            (< mid-val target) (recur (inc mid-idx) high-idx)
            (> mid-val target) (recur low-idx (dec mid-idx))
            ))))))
NO_SOURCE_FILE:23 recur arg for primitive local: low_idx is not matching primitive, 
had: Object, needed: long
Auto-boxing loop arg: low-idx
#'user/binary-search
user=> 

user=>（设置！*反射时警告*true）
真的
用户=>（定义二进制搜索）
[coll coll size target]
（让[cnt（dec coll尺寸）]
（环路[低idx 0高idx cnt]
（如果（>低idx高idx）
无
（让[mid idx（QUOTE（+low idx high idx）2）mid val（coll mid idx）]
（续）
（=中间值目标）中间idx
（mid val目标）（反复出现低idx（十二月中旬idx））
))))))
无\u源\u文件：23基元本地的重复参数：低\u idx与基元不匹配，
had:Object，needed:long
自动装箱循环参数：低idx
#'用户/二进制搜索
用户=>

要删除此项，可以键入hint coll size参数

(defn binary-search
  [coll ^long coll-size  target]
  (let [cnt (dec coll-size)]
    (loop [low-idx 0 high-idx cnt]
      (if (> low-idx high-idx)
        nil
        (let [mid-idx (quot (+ low-idx high-idx) 2) mid-val (coll mid-idx)]
          (cond
            (= mid-val target) mid-idx
            (< mid-val target) (recur (inc mid-idx) high-idx)
            (> mid-val target) (recur low-idx (dec mid-idx))
            ))))))

（defn二进制搜索）
[coll^长coll大小目标]
（让[cnt（dec coll尺寸）]
（环路[低idx 0高idx cnt]
（如果（>低idx高idx）
无
（让[mid idx（QUOTE（+low idx high idx）2）mid val（coll mid idx）]
（续）
（=中间值目标）中间idx
（mid val目标）（反复出现低idx（十二月中旬idx））
))))))

---

将第10行上的自动装箱连接到coll size参数是可以理解的，因为它经过

cnt

然后

high idx

然后

mid ixd

等等，所以我通常通过键入所有提示来解决这些问题，直到找到使警告消失的提示，然后删除提示，只要它们不存在

首先，您可以使用

java.util.Collections

提供的二进制搜索实现：

(java.util.Collections/binarySearch [0 1 2 3] 2 compare)
; => 2

如果跳过

比较

，搜索速度会更快，除非集合中包含大整数，否则会中断

对于纯Clojure实现，您可以在参数向量中使用

^long

提示

coll size

——或者只在函数体的开头询问向量的大小（这是一个非常快速、恒定的时间操作），将

（quot…2）

调用替换为

（位右移…1）

并使用未选中的数学进行索引计算。通过一些额外的调整，二进制搜索可以编写如下：

(defn binary-search
  "Finds earliest occurrence of x in xs (a vector) using binary search."
  ([xs x]
     (loop [l 0 h (unchecked-dec (count xs))]
       (if (<= h (inc l))
         (cond
           (== x (xs l)) l
           (== x (xs h)) h
           :else nil)
         (let [m (unchecked-add l (bit-shift-right (unchecked-subtract h l) 1))]
           (if (< (xs m) x)
             (recur (unchecked-inc m) h)
             (recur l m)))))))

---

上面定义的

二进制搜索

似乎比这个

java binsearch

要多花25%的时间，谢谢。我实际上在Clojure1.2（因为这是一个“挑战”网站，他们使用1.2）和Clojure1.3中都试过。Clojure 1.2似乎与1.3具有相同的检查，但实际上是一个错误。我能够消除它们，但我仍然可以看到有很多对clojure.lang.Numbers方法的调用，这似乎意味着二进制搜索函数中的某些内容正在将int提升为其他内容，但我完全没有主意。对

c.l.Numbers

的静态方法的调用是意料之中的。这很好，真的，如果使用JIT，它们可能会被内联。（另外，委托给

c.l.Numbers

的函数也倾向于由Clojure编译器内联。）您只需要确保通过暗示达到正确的重载。我现在正在做一些测试，但是没有看到对Clojure.lang.Numbers的大量调用暗示有什么东西被装箱了吗？我看到的那些有涉及Object/Number的签名。

c.l.Numbers

有相关方法的原语重载；我希望看到那些被适当暗示的调用。在添加了大量if

（int x）

强制后，我能够摆脱非原始调用。谢谢。我对收集的大小有点谨慎，因为我还不太熟悉Clojure的所有类型。我确实在早些时候找到了好信息。我现在正在学习Clojure，试图避免调用Java

(defn java-binsearch [xs x]
  (java.util.Collections/binarySearch xs x compare))