Julia 具有有限数量或值的结构元素

我想创建一个

struct

mutable struct myStruct
    id::string
end

我确实希望

id

是一个字符串，但我希望它只接受3个值中的1个（例如

“a”

，

“b”

或

“c”

）。我的想法是，从理论上讲，这可以加快运营速度

关于提速，我说得对吗

这可能吗？如何实现

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我不知道有什么方法可以让

id

成为

String

，同时限制它只有3个可能值中的一个，这样编译器就可以利用它

但是，如果可以选择离开

字符串

域，则有几种可能性。让我们尝试在这里对其中一些进行基准测试。为了便于示例，我们假设此

id

字段用于测试两个

MyStruct

实例之间的相等性

这种类型的一种可能的（非常简单的）通用实现如下所示，其中参数

T

确定用于id的类型

mutable struct MyType{T}
    id :: T
end

# Two MyType instances are equal if their ids are equal
import Base.==
==(a::MyType{T}, b::MyType{T}) where {T} = (a.id == b.id)

现在让我们在各种情况下对等式运算符进行基准测试。首先，使用字符串作为标识符的基本情况：

julia> using BenchmarkTools

julia> a = MyType("apple")
MyType{String}("apple")

julia> b = MyType("banana")
MyType{String}("banana")

julia> @btime $a == $b
  4.326 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

我们希望整数更快，事实上是这样的：

julia> a = MyType(1)
MyType{Int64}(1)

julia> b = MyType(2)
MyType{Int64}(2)

julia> @btime $a == $b
  1.882 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

但也许API不那么方便。使用可能更具可读性（用户不必记住哪个值对应于“apple”）。它还可以防止使用任何未预定义的值，同时保持相同的性能：

julia> @enum Fruit begin
           apple
           banana
       end

julia> a = MyType(apple)
MyType{Fruit}(apple)

julia> b = MyType(banana)
MyType{Fruit}(banana)

julia> @btime $a == $b
  1.816 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

julia> a = MyType(:apple)
MyType{Symbol}(:apple)

julia> b = MyType(:banana)
MyType{Symbol}(:banana)

julia> @btime $a == $b
  1.883 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

可能值得考虑的最后一个选项是用于密钥，它保留（IMO）可用性和性能：

julia> @enum Fruit begin
           apple
           banana
       end

julia> a = MyType(apple)
MyType{Fruit}(apple)

julia> b = MyType(banana)
MyType{Fruit}(banana)

julia> @btime $a == $b
  1.816 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

julia> a = MyType(:apple)
MyType{Symbol}(:apple)

julia> b = MyType(:banana)
MyType{Symbol}(:banana)

julia> @btime $a == $b
  1.883 ns (0 allocations: 0 bytes)
false

没有任何东西可以阻止任何人构建非法值，例如

MyStruct（：cheddar）

，但它非常适合处理字符串的上下文。例如，如果您在工作流中的某个位置以字符串形式获取id，则可以在构建

MyStruct

实例之前轻松地将其转换为符号：

julia> id = "apple"
"apple"

julia> a = MyType(Symbol(id))
MyType{Symbol}(:apple)

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使用朱莉娅的打字系统！不需要外部库

abstract type Fruit end
struct Apple <: Fruit end 
struct Banana <: Fruit end
struct Coconut <: Fruit end

struct MyType{T<:Fruit}
    #could be some fields here...
end

a = MyType{Apple}()
a2 = MyType{Apple}()
b = MyType{Banana}()

编辑 对问题的回答@Cameron Bieganek

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你对什么时候定义更合理有什么意见或指导吗 手动输入单例类型，以及何时使用

枚举更有意义

我个人的看法如下：


每当编译时已知类型值时，始终使用单例类型
只要在编译时已知一小组类型（符合小联合的条件），就使用单例时间
如果您计划根据类型实现不同的处理，请使用单例类型-广播将比一系列if语句更快
在设计API（您自己的Julia包）时，请使用单例类型，因为您可以使用Julia的文档功能
当运行时生成大量值（例如
String
s）并且您计划对它们进行相等比较时，请使用
Symbol
s。很好的例子是解析一个CSV文件，其中列包含标称值
在其他情况下，考虑使用<代码> EnUM <代码> >或<代码>符号< /代码> s -使用代码可读性作为标准。李>
听起来像是
枚举
在语义上更合适。我不知道是否会有性能上的差异。嗯，这听起来是一种可能的方式。你能详细解释一下并给出答案吗？你对手工定义单例类型和使用
Enum
更合理有什么意见或指导吗？@Cameron Bieganek谢谢你的提问。我试着回答：-）回答得好，谢谢！这已经包含在您的“其他案例”中，但我可能会更明确地补充一点，当您计划存储一个值集合时，枚举或符号允许在具体类型的容器中进行存储，因此可能是首选。@CameronBieganek我认为单例类型在您准备（de）时更有意义序列化枚举。我不知道从包含名称的字符串或符号构造枚举大小写的好方法。我想这可能是一个有趣的问题。当然，我们可以通过元编程找到一些想法。