Ten fragment kodu Haskella działa znacznie wolniej -O
, ale nie -O
powinien być niebezpieczny . Czy ktoś może mi powiedzieć, co się stało? Jeśli ma to znaczenie, jest to próba rozwiązania tego problemu i wykorzystuje wyszukiwanie binarne i trwałe drzewo segmentów:
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
(To jest dokładnie ten sam kod z przeglądem kodu, ale to pytanie dotyczy innego problemu).
To jest mój generator danych wejściowych w 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);
}
}
Jeśli nie masz dostępnego kompilatora C ++, jest to wynikiem działania./gen.exe 1000
.
Oto wynik wykonania na moim komputerze:
$ 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
Oto podsumowanie profilu sterty:
$ 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
źródło
źródło
-fno-state-hack
. Wtedy będę musiał spróbować przyjrzeć się szczegółom.IO
lubST
), są wywoływane tylko raz. Zwykle jest to dobre przypuszczenie, ale jeśli jest to błędne, GHC może wygenerować bardzo zły kod. Deweloperzy od dłuższego czasu próbowali znaleźć sposób na dobro bez zła. Myślę, że obecnie Joachim Breitner nad tym pracuje.replicateM_
i tam GHC błędnie przeniesie obliczenia z zewnątrzreplicateM_
do wewnątrz, dlatego je powtórzy.Odpowiedzi:
Myślę, że nadszedł czas, aby to pytanie uzyskało właściwą odpowiedź.
Co się stało z twoim kodem z
-O
Pozwól mi powiększyć twoją główną funkcję i nieco ją przepisać:
main :: IO () main = do [n, m] <- fmap (map read . words) getLine line <- getLine let nodes = listArray (0, n) . tonodes n . map (subtract 1) . map read . words $ line replicateM_ m $ query n nodes
Jasne jest, że intencją jest to, że
NodeArray
jest on tworzony raz, a następnie używany w każdym zm
inwokacjiquery
.Niestety GHC przekształca ten kod w efektywny
main = do [n, m] <- fmap (map read . words) getLine line <- getLine replicateM_ m $ do let nodes = listArray (0, n) . tonodes n . map (subtract 1) . map read . words $ line query n nodes
i od razu widać problem tutaj.
Co to jest hackowanie stanu i dlaczego niszczy wydajność moich programów
Powodem jest hack stanu, który mówi (z grubsza): „Kiedy coś jest typu
IO a
, załóżmy, że jest wywoływane tylko raz”. Oficjalna dokumentacja nie jest o wiele bardziej skomplikowany:Z grubsza idea jest następująca: Jeśli zdefiniujesz funkcję z
IO
typem i klauzulą where, npfoo x = do putStrLn y putStrLn y where y = ...x...
Coś typu
IO a
może być postrzegane jako coś typuRealWord -> (a, RealWorld)
. W tym widoku powyższe staje się (z grubsza)foo x = let y = ...x... in \world1 -> let (world2, ()) = putStrLn y world1 let (world3, ()) = putStrLn y world2 in (world3, ())
Wezwanie do
foo
(zazwyczaj) wyglądałoby takfoo argument world
. Ale definicjafoo
przyjmuje tylko jeden argument, a drugi jest dopiero później konsumowany przez lokalne wyrażenie lambda! To będzie bardzo powolna rozmowafoo
. Byłoby znacznie szybciej, gdyby kod wyglądał tak:foo x world1 = let y = ...x... in let (world2, ()) = putStrLn y world1 let (world3, ()) = putStrLn y world2 in (world3, ())
Nazywa się to rozwinięciem eta i dokonuje się tego z różnych powodów (np. Analizując definicję funkcji , sprawdzając, jak jest wywoływana , oraz - w tym przypadku - heurystyki kierowane typem).
Niestety, pogarsza to wydajność, jeśli wywołanie
foo
ma faktycznie postaćlet fooArgument = foo argument
, tj. Z argumentem, ale nieworld
przeszło (jeszcze). W oryginalnym kodzie, jeślifooArgument
zostanie użyty kilka razy,y
nadal będzie obliczany tylko raz i udostępniany. W zmodyfikowanym kodziey
zostanie za każdym razem przeliczona - dokładnie to, co stało się z Twoimnodes
.Czy można to naprawić?
Możliwie. Zobacz # 9388, aby dowiedzieć się, jak to zrobić. Problem z naprawieniem tego polega na tym, że będzie to kosztować wydajność w wielu przypadkach, w których transformacja okaże się dobra, nawet jeśli kompilator nie może wiedzieć tego na pewno. I prawdopodobnie są przypadki, w których nie jest to technicznie w porządku, tj. Udostępnianie jest utracone, ale nadal jest korzystne, ponieważ przyspieszenia spowodowane szybszym połączeniem przeważają nad dodatkowym kosztem ponownego obliczenia. Nie jest więc jasne, dokąd się stąd udać.
źródło
foo
”?-f-no-state-hack
kiedy kompilacja wydaje się dość ciężka.{-# NOINLINE #-}
wydaje się oczywistą rzeczą, ale nie mogę wymyślić, jak to zastosować tutaj. Może wystarczyłoby po prostu wykonaćnodes
akcję IO i polegać na sekwencjonowaniu>>=
?replicateM_ n foo
zeforM_ (\_ -> foo) [1..n]
pomaga.