Performance Haskell中非固定数组上的循环性能

首先，它很棒。然而，我遇到了一种情况，我的基准测试结果很奇怪。我是Haskell的新手，这是我第一次接触可变数组和单子。下面的代码基于

我为函数编写了一个通用的一元

，它接受数字和一个步进函数，而不是一个范围（就像
forM
那样）。我比较了使用泛型
for
函数（循环A）和嵌入等效递归函数（循环B）。使用循环A明显比使用循环B快。更奇怪的是，将循环A和B放在一起比单独使用循环B快（但比单独使用循环A慢一点）

对于这些差异，我能想到一些可能的解释。请注意，这些只是猜测：


关于Haskell如何从一元函数中提取结果，我还没有学到一些东西
循环B以低于循环a的缓存效率的方式对阵列进行故障诊断。为什么
我犯了一个愚蠢的错误；循环A和循环B实际上是不同的。

请注意，在所有3种情况下，如果循环A和循环B中有一个或两个，程序将产生相同的输出


这是代码。我使用ghc版本6.10.4用.hs的ghc-O2对它进行了测试

import Control.Monad
import Control.Monad.ST
import Data.Array.IArray
import Data.Array.MArray
import Data.Array.ST
import Data.Array.Unboxed

for :: (Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for start end step f = loop start where
    loop i
        | i <= end   = do
            f i
            loop (step i)
        | otherwise  = return ()

primesToNA :: Int -> UArray Int Bool
primesToNA n = runSTUArray $ do
    a <- newArray (2,n) True :: ST s (STUArray s Int Bool)
    let sr = floor . (sqrt::Double->Double) . fromIntegral $ n+1

    -- Loop A
    for 4 n (+ 2) $ \j -> writeArray a j False

    -- Loop B
    let f i
        | i <= n     = do
            writeArray a i False
            f (i+2)
        | otherwise  = return ()
        in f 4

    forM_ [3,5..sr] $ \i -> do
        si <- readArray a i
        when si $
            forM_ [i*i,i*i+i+i..n] $ \j -> writeArray a j False
    return a

primesTo :: Int -> [Int]
primesTo n = [i | (i,p) <- assocs . primesToNA $ n, p]

main = print $ primesTo 30000000

import-Control.Monad
进口管制站
导入Data.Array.IArray
导入Data.Array.MArray
导入Data.Array.ST
导入Data.Array.unbox
对于：：（数字a，单词a，单子m）=>a->a->a->a->a->（a->m->b）-->m（）
对于开始-结束步骤f=循环开始，其中
回路一
|我是雷·因特布尔
primesToNA n=runSTUArray$do
双人房）。fromIntegral$n+1
--环路A
对于4 n（+2）$\j->writeArray a j False
--回路B
让我
|我知道
我写的是a j错误
归还
primesTo:：Int->[Int]
primesTo n=[i |（i，p）也许可以与枪战nsieve程序进行比较和对比？在任何情况下，了解真正发生了什么的唯一方法是（例如使用）

{-#选项-O2-optc-O-fbang模式-fglasgow exts-optc-march=pentium4}
--
--计算机语言枪战
-- http://shootout.alioth.debian.org/
--
--唐·斯图尔特2005贡献
--ST monad布尔数组上的nsieve
--
进口管制站
导入Data.Array.ST
导入Data.Array.Base
导入系统
进口管制
导入数据
导入文本.Printf
main=do
n>=readIO.head:：IO Int
地图（\i->sieve（10000`shiftL`（n-i））[0,1,2]
筛n=do
让r=runST（做a我刚刚试着用和GHC 6.12.1来做基准测试，循环a对我来说看起来只是稍微快一点。我绝对不会得到奇怪的“两者加在一起比B单独快”的效果

此外，如果您的步长函数实际上只是一个步长，并且其参数没有做任何奇怪的事情，那么下面版本的
for
似乎要快一点，尤其是对于较小的数组：

for' :: (Enum a, Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for' start end step = forM_ $ enumFromThenTo start (step start) end

以下是标准的结果，其中
loopA'
是您使用my
for'
的循环A，其中
loopC
同时是A和B：

benchmarking loopA...
mean: 2.372893 s, lb 2.370982 s, ub 2.374914 s, ci 0.950
std dev: 10.06753 ms, lb 8.820194 ms, ub 11.66965 ms, ci 0.950

benchmarking loopA'...
mean: 2.368167 s, lb 2.354312 s, ub 2.381413 s, ci 0.950
std dev: 69.50334 ms, lb 65.94236 ms, ub 73.17173 ms, ci 0.950

benchmarking loopB...
mean: 2.423160 s, lb 2.419131 s, ub 2.427260 s, ci 0.950
std dev: 20.78412 ms, lb 18.06613 ms, ub 24.99021 ms, ci 0.950

benchmarking loopC...
mean: 4.308503 s, lb 4.304875 s, ub 4.312110 s, ci 0.950
std dev: 18.48732 ms, lb 16.19325 ms, ub 21.32299 ms, ci 0.950<

基准测试环。。。
平均值：2.372893秒，磅2.370982秒，ub 2.374914秒，置信区间0.950
标准偏差：10.06753毫秒，磅8.820194毫秒，ub 11.66965毫秒，置信区间0.950
对loopA’进行基准测试。。。
平均值：2.368167秒，磅2.354312秒，ub 2.381413秒，置信区间0.950
标准偏差：69.50334毫秒，磅65.94236毫秒，ub 73.17173毫秒，置信区间0.950
基准循环B。。。
平均值：2.423160秒，磅2.419131秒，ub 2.427260秒，置信区间0.950
标准偏差：20.78412毫秒，磅18.06613毫秒，ub 24.99021毫秒，置信区间0.950
基准测试循环。。。
平均值：4.308503秒，磅4.304875秒，ub 4.312110秒，置信区间0.950
标准偏差：18.48732毫秒，磅16.19325毫秒，ub 21.32299毫秒，ci 0.950<

下面是代码：

module Main where

import Control.Monad
import Control.Monad.ST
import Data.Array.ST
import Data.Array.Unboxed

import Criterion.Main

for :: (Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for start end step f = loop start where
    loop i
        | i <= end   = do
            f i
            loop (step i)
        | otherwise  = return ()

for' :: (Enum a, Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for' start end step = forM_ $ enumFromThenTo start (step start) end

loopA  arr n = for  4 n (+ 2) $ flip (writeArray arr) False
loopA' arr n = for' 4 n (+ 2) $ flip (writeArray arr) False

loopB arr n =
  let f i | i <= n     = do writeArray arr i False
                            f (i+2)
          | otherwise  = return ()
  in f 4

loopC arr n = do
  loopA arr n
  loopB arr n

runPrimes loop n = do
    let sr = floor . (sqrt::Double->Double) . fromIntegral $ n+1
    a <- newArray (2,n) True :: (ST s (STUArray s Int Bool))

    loop a n

    forM_ [3,5..sr] $ \i -> do
        si <- readArray a i
        when si $
            forM_ [i*i,i*i+i+i..n] $ \j -> writeArray a j False
    return a

primesA  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopA  n, p]
primesA' n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopA' n, p]
primesB  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopB  n, p]
primesC  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopC  n, p]

main = let n = 10000000 in
  defaultMain [ bench "loopA"  $ nf primesA  n
              , bench "loopA'" $ nf primesA' n
              , bench "loopB"  $ nf primesB  n
              , bench "loopC"  $ nf primesC  n ]

modulemain其中
进口管制
进口管制站
导入Data.Array.ST
导入Data.Array.unbox
进口标准.Main
对于：：（数字a，单词a，单子m）=>a->a->a->a->a->（a->m->b）-->m（）
对于开始-结束步骤f=循环开始，其中
回路一
|我选择手动实现循环，而不是使用forM_uu，因为在我尝试时它会快一点。我想
for
与
for'
取决于很多事情。@yairchu:对不起，我打错了，并且已经更正了。如果我突然发现我能够从未来开始使用编译器，我会特别小心我很担心。
module Main where

import Control.Monad
import Control.Monad.ST
import Data.Array.ST
import Data.Array.Unboxed

import Criterion.Main

for :: (Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for start end step f = loop start where
    loop i
        | i <= end   = do
            f i
            loop (step i)
        | otherwise  = return ()

for' :: (Enum a, Num a, Ord a, Monad m) => a -> a -> (a -> a) -> (a -> m b) -> m ()
for' start end step = forM_ $ enumFromThenTo start (step start) end

loopA  arr n = for  4 n (+ 2) $ flip (writeArray arr) False
loopA' arr n = for' 4 n (+ 2) $ flip (writeArray arr) False

loopB arr n =
  let f i | i <= n     = do writeArray arr i False
                            f (i+2)
          | otherwise  = return ()
  in f 4

loopC arr n = do
  loopA arr n
  loopB arr n

runPrimes loop n = do
    let sr = floor . (sqrt::Double->Double) . fromIntegral $ n+1
    a <- newArray (2,n) True :: (ST s (STUArray s Int Bool))

    loop a n

    forM_ [3,5..sr] $ \i -> do
        si <- readArray a i
        when si $
            forM_ [i*i,i*i+i+i..n] $ \j -> writeArray a j False
    return a

primesA  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopA  n, p]
primesA' n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopA' n, p]
primesB  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopB  n, p]
primesC  n = [i | (i,p) <- assocs $ runSTUArray $ runPrimes loopC  n, p]

main = let n = 10000000 in
  defaultMain [ bench "loopA"  $ nf primesA  n
              , bench "loopA'" $ nf primesA' n
              , bench "loopB"  $ nf primesB  n
              , bench "loopC"  $ nf primesC  n ]