Question

我已将 Ocaml 程序转换为 F＃，整体性能与 Ocaml 相同。

但是，为了达到这一点，我尝试用 Option 值替换例外。

该程序适用于 list ， maps 等具有int*int*int（=三元组ints）的程序。

我有一个性能泄漏，我不明白。任何人都可以解释我的能力在一个名为

的函数中有90％的总执行时间

System.Tuple`3.System.Collections.IStructuralEquatable.Equals(
   object, class System.Collections.IEqualityComparer)

我能做些什么呢？

Answer 1

正如人们已经注意到很难诊断出没有代码的问题，但我会尽我所能： - ）

你的问题使我运行了一个我一直计划运行一段时间的测试，这是测试引用类型与值类型作为关联容器的键的性能。基于对.net运行时的模糊感觉，我的假设是，对于小型密钥大小（您的3个整数），值类型将胜出。我似乎错了（[编辑]实际上进一步测试证明它是正确的！[/ edit]）

让我们看一些代码（按照惯例，微观性能测试，所以带上一粒盐）：

我使用了5种不同风格的不同容器来存储整数（F＃非常适合为结构类型和记录创建相等和比较器）：

type KeyStruct(_1':int, _2':int, _3':int) = struct
    member this._1 = _1'
    member this._2 = _2'
    member this._3 = _3'
end

type KeyGenericStruct<'a>(_1':'a, _2':'a, _3':'a) = struct
    member this._1 = _1'
    member this._2 = _2'
    member this._3 = _3'
end

type KeyRecord = { _1 : int; _2 : int; _3 : int }

type KeyGenericRecord<'a> = { _1 : 'a; _2 : 'a; _3 : 'a }

加上我使用了原始元组（int * int * int）

然后我创建了以下测试工具：

let inline RunTest<'a when 'a : equality> iterationCount createAssociativeMap (createKey:_->_->_->'a) =
    System.GC.Collect ()
    System.GC.WaitForFullGCComplete () |> ignore

    let data = [|
        for a in 0..99 do
            for b in 0..99 do
                for c in 0..99 do
                    yield a,b,c |]
    // shuffle
    let r = System.Random (0)
    for i = 0 to data.Length-1 do
        let j = r.Next (i, data.Length)
        let t = data.[i]
        data.[i] <- data.[j]
        data.[j] <- t

    let keyValues =
        data
        |> Array.mapi (fun i k -> k, 0.5-(float i)/(float data.Length))
        |> Array.toSeq

    let sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew ()
    let mapper = createAssociativeMap createKey keyValues
    let creationTime = sw.ElapsedMilliseconds

    let sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew ()
    let mutable checksum = 0.
    for i = 0 to iterationCount do
        let a, b, c = r.Next 100, r.Next 100, r.Next 100
        let key = createKey a b c
        checksum <- checksum + (mapper key)
    let accessTime= sw.ElapsedMilliseconds

    printfn "checksum %f elapsed %d/%d (%s)" checksum creationTime accessTime (typeof<'a>.Name)

let RunNTrials<'a when 'a : equality> = RunTest<'a> 1000000

然后使用一些不同类型的关联容器运行它：

let createDictionary create keyValues = 
    let d = System.Collections.Generic.Dictionary<_,_> ()
    keyValues
    |> Seq.map (fun ((_1,_2,_3),value) -> create _1 _2 _3, value)
    |> Seq.iter (fun (key,value) -> d.[key] <- value)
    (fun key -> d.[key])

let createDict create keyValues =
    let d = 
        keyValues
        |> Seq.map (fun ((_1,_2,_3),value) -> create _1 _2 _3, value)
        |> dict
    (fun key -> d.[key])

let createMap create keyValues =
    let d = 
        keyValues
        |> Seq.map (fun ((_1,_2,_3),value) -> create _1 _2 _3, value)
        |> Map.ofSeq
    (fun key -> d.[key])

let createCustomArray create keyValues =
    let maxA = 1 + (keyValues |> Seq.map (fun ((a,_,_),_) -> a) |> Seq.max)
    let maxB = 1 + (keyValues |> Seq.map (fun ((_,b,_),_) -> b) |> Seq.max)
    let maxC = 1 + (keyValues |> Seq.map (fun ((_,_,c),_) -> c) |> Seq.max)

    let createIndex a b c = a * maxB * maxC + b * maxC + c

    let values : array<float> = Array.create (maxA * maxB * maxC) 0.
    keyValues
    |> Seq.iter (fun ((a,b,c),d) -> values.[createIndex a b c] <- d)

    (fun (a,b,c) -> values.[a * maxB * maxC + b * maxC + c])

let RunDictionary<'a when 'a : equality> = RunNTrials<'a> createDictionary 
let RunDict<'a when 'a : equality> = RunNTrials<'a> createDict
let RunMap<'a when 'a : comparison> = RunNTrials<'a> createMap
let RunCustomArray = RunNTrials<_> createCustomArray

按以下方式运行测试：

printfn "Using .net's System.Collections.Generic.Dictionary"
RunDictionary (fun a b c -> { KeyRecord._1=a; _2=b; _3=c }) 
RunDictionary (fun a b c -> { KeyGenericRecord._1=a; _2=b; _3=c })
RunDictionary (fun a b c -> KeyStruct(a, b, c))
RunDictionary (fun a b c -> KeyGenericStruct(a, b, c))
RunDictionary (fun a b c -> (a, b, c))

printfn "Using f# 'dict'"
RunDict (fun a b c -> { KeyRecord._1=a; _2=b; _3=c }) 
RunDict (fun a b c -> { KeyGenericRecord._1=a; _2=b; _3=c })
RunDict (fun a b c -> KeyStruct(a, b, c))
RunDict (fun a b c -> KeyGenericStruct(a, b, c))
RunDict (fun a b c -> (a, b, c))

printfn "Using f# 'Map'"
RunMap (fun a b c -> { KeyRecord._1=a; _2=b; _3=c }) 
RunMap (fun a b c -> { KeyGenericRecord._1=a; _2=b; _3=c })
RunMap (fun a b c -> KeyStruct(a, b, c))
RunMap (fun a b c -> KeyGenericStruct(a, b, c))
RunMap (fun a b c -> (a, b, c))

printfn "Using custom array"
RunCustomArray (fun a b c -> (a, b, c))

得到了以下结果（校验和只是为了确保我没有做任何太愚蠢的事情）“已用过的n / m”是“已过去{容器创建时间} / {容器访问时间}”：< / p>

Using .net's System.Collections.Generic.Dictionary
checksum -55.339450 elapsed 874/562 (KeyRecord)
checksum -55.339450 elapsed 1251/898 (KeyGenericRecord`1)
checksum -55.339450 elapsed 569/1024 (KeyStruct)
checksum -55.339450 elapsed 740/1427 (KeyGenericStruct`1)
checksum -55.339450 elapsed 2497/2218 (Tuple`3)
Using f# 'dict'
checksum -55.339450 elapsed 979/628 (KeyRecord)
checksum -55.339450 elapsed 1614/1206 (KeyGenericRecord`1)
checksum -55.339450 elapsed 3237/5625 (KeyStruct)
checksum -55.339450 elapsed 3290/5626 (KeyGenericStruct`1)
checksum -55.339450 elapsed 2448/1914 (Tuple`3)
Using f# 'Map'
checksum -55.339450 elapsed 8453/2638 (KeyRecord)
checksum -55.339450 elapsed 31301/25441 (KeyGenericRecord`1)
checksum -55.339450 elapsed 30956/26931 (KeyStruct)
checksum -55.339450 elapsed 53699/49274 (KeyGenericStruct`1)
checksum -55.339450 elapsed 32203/25274 (Tuple`3)
Using custom array
checksum -55.339450 elapsed 484/160 (Tuple`3)

多次运行显示数量变化很小，但主要趋势确实存在。因此，主要是我们测试是否发生拳击（在map和dict中），然后是GetHashCode（）实现（通用版本，如果比完全类型版本慢;而Tuple最糟糕的话），并且在Map中映射CompareTo。

现在这会留下你的问题？好吧，如果所有的时间都花在了元组的等号上，那么改为记录类型可能会有所帮助！

但可能不是:-) [因为如果它是一个哈希容器，那么GetHashCode不应该导致很多冲突，它就是一个地图然后它会是CompareTo）

无论如何，在实际代码中你显然会有不同的垃圾收集器影响等等，正如我所说的那样把它当作它...

我做了一些进一步的测试，包括在Tasks中多次开始每个测试，并且每个测试都反复并行（开始比我的核心更多的任务），然后花费平均时间来完成。

这样做的原因是考虑垃圾收集时间。

当我这样做时，非通用结构键的原始假设确实获胜。

如果有人真的感兴趣并且不愿意做出更改，我可以发布代码，但实际上我认为我是唯一一个阅读此代码的人，所以这更多只是我的个人笔记： - ）

F＃在处理数据结构中的int * int * int之类的复杂键时比Ocaml慢得多

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