Коли я повинен вибрати вектор у Scala?

Здається, Vectorзапізнилося на вечірку колекцій Scala, і всі впливові дописи в блозі вже вийшли.

У Java ArrayList- колекція за замовчуванням - я можу використовувати, LinkedListале лише тоді, коли я продумав алгоритм і достатньо дбаю, щоб оптимізувати. Чи слід використовувати Scala Vectorяк замовчування Seqчи намагаюся розібратися, коли Listнасправді більше?

Як правило, використовувати за замовчуванням Vector. Це швидше, ніж майжеList для всього, і ефективніше пам’яті для послідовностей великих розмірів, ніж тривіальних. Дивіться цю документацію щодо відносної продуктивності Vector порівняно з іншими колекціями. У цьому є деякі недоліки . Конкретно:Vector

• Оновлення в голові відбувається повільніше, ніж List(хоча не на стільки, як ви могли подумати)

Ще одним недоліком перед Scala 2.10 було те, що підтримка відповідності зразків була кращою List, але це було виправлено у 2.10 із узагальненими +:та :+екстракторами.

Існує також більш абстрактний, алгебраїчний спосіб підходу до цього питання: яку послідовність ви маєте концептуально ? Також, що ви з цим концептуально робите? Якщо я бачу функцію, яка повертає an Option[A], я знаю, що функція має деякі діри у своїй області (і тому є частковою). Ми можемо застосувати цю саму логіку до колекцій.

Якщо у мене є послідовність типу List[A], я ефективно стверджую дві речі. По-перше, мій алгоритм (і дані) повністю структурований стеком. По-друге, я стверджую, що єдине, що я збираюся зробити з цією колекцією, - це повне, про (n) обходи. Ці двоє справді йдуть рука об руку. І навпаки, якщо у мене є щось типу Vector[A], єдине, що я стверджую, - це те, що мої дані мають чітко визначений порядок і обмежену довжину. Таким чином, твердження слабкіші Vector, і це призводить до його більшої гнучкості.

Ну, Listможе бути неймовірно швидко , якщо алгоритм може бути реалізований тільки з ::, headі tail. У мене був об’єктний урок цього зовсім недавно, коли я бив Java, splitгенеруючи Listзамість цього Array, і не міг перемогти це нічим іншим.

Однак Listє принципова проблема: вона не працює з паралельними алгоритмами. Я не можу ефективно розділити Listна кілька сегментів або об'єднати його назад.

Є й інші види колекцій, які впорядковують паралелізм набагато краще - і Vectorце одна з них. Vectorтакож є чудова локальність - яка Listні - що може бути справжнім плюсом для деяких алгоритмів.

Отже, все, що розглядається, Vector- найкращий вибір, якщо ви не маєте конкретних міркувань, які роблять перевагу однієї з інших колекцій - наприклад, ви можете вибрати, Streamякщо ви бажаєте ледачої оцінки та кешування ( Iteratorшвидше, але не кешується), або Listякщо алгоритм, природно, реалізований із зазначеними нами операціями.

До речі, бажано використовувати Seqабо IndexedSeqякщо ви не хочете певного фрагмента API (наприклад, Lists ::), або навіть, GenSeqабо GenIndexedSeqякщо ваш алгоритм можна запускати паралельно.

Деякі з тверджень тут заплутані або навіть неправильні, особливо думка про те, що непорушний. Вектор у Scala - це щось на зразок ArrayList. Список і вектор є незмінними, стійкими (тобто "дешевими для отримання зміненої копії") даних. Немає розумного вибору за замовчуванням, оскільки це може бути для змінних структур даних, але це, скоріше, залежить від того, що робить ваш алгоритм. Список - це окремо пов'язаний список, тоді як вектор - це ціле число трие базової 32, тобто це своєрідне дерево пошуку з вузлами ступеня 32. Використовуючи цю структуру, Вектор може надавати найбільш поширені операції досить швидко, тобто в O (log_32 ( п)). Це працює для додавання, додавання, оновлення, випадкового доступу, розкладання в голові / хвості. Ітерація в послідовному порядку лінійна. Список, з іншого боку, просто забезпечує лінійну ітерацію та постійне збільшення часу, розкладання в голові / хвості.

Це може виглядати так, як ніби Вектор майже є гарною заміною списку майже у всіх випадках, але препендація, розкладання та ітерація часто є найважливішими операціями над послідовностями у функціональній програмі, а константи цих операцій (набагато) вищі за вектор до її більш складної структури. Я зробив кілька вимірювань, тому ітерація приблизно вдвічі швидша для списку, препендація приблизно 100 разів швидша за списками, розкладання в голові / хвості приблизно в 10 разів швидше за списками, а генерація з траверсу - приблизно в 2 рази швидше для векторів. (Це, мабуть, тому, що вектор може виділяти масиви з 32 елементів одночасно, коли ви збираєте його за допомогою конструктора замість того, щоб попередньо додавати або додавати елементи по черзі).

Отже, яку структуру даних ми повинні використовувати? В основному, є чотири поширені випадки:

• Нам потрібно лише трансформувати послідовності за допомогою таких операцій, як map, filter, fold і т. Д .: в основному це не має значення, ми повинні програмувати наш алгоритм загально і навіть може отримати користь від прийняття паралельних послідовностей. Для послідовних операцій Список, мабуть, трохи швидший. Але вам слід орієнтувати його, якщо вам доведеться оптимізувати.
• Нам потрібно багато випадкового доступу та різних оновлень, тому ми повинні використовувати векторні, список буде надмірно повільним.
• Ми працюємо над списками класичним функціональним способом, будуючи їх заздалегідь, повторюючи та повторюючи шляхом рекурсивного розкладання: список використання, вектор буде повільнішим на коефіцієнт 10-100 і більше.
• У нас є критичний алгоритм продуктивності, який в основному є необхідним і робить багато випадкового доступу до списку, щось подібне на місце швидкого сортування: використовуйте імперативну структуру даних, наприклад, ArrayBuffer, локально та скопіюйте свої дані з і до нього.

Для непорушних колекцій, якщо ви хочете послідовність, ваше головне рішення - використовувати IndexedSeqабо або LinearSeq, які дають різні гарантії продуктивності. IndexedSeq забезпечує швидкий випадковий доступ до елементів та швидку операцію по довжині. LinearSeq забезпечує швидкий доступ лише до першого елемента через head, але також має швидку tailроботу. (Взяте з документації на послідовність.)

Як IndexedSeqправило, ви вибрали б Vector. Ranges і WrappedStrings також є IndexedSeqs.

Для LinearSeqвас, як правило, вибираєте Listабо його ледачий еквівалент Stream. Інші приклади - Queues і Stacks.

Так, з точки зору Java, ArrayListвикористовується як аналогічно Scala Vector, LinkedListтак і Scala List. Але в Scala я схильний використовувати List частіше, ніж вектор, тому що Scala має набагато кращу підтримку функцій, які включають в себе обхід послідовності, наприклад, картографування, складання, ітерацію тощо. Ці функції, як правило, використовують ці функції для маніпулювання списком як цілому, а не випадковому доступу до окремих елементів.

У ситуаціях, які передбачають багато випадкового доступу та випадкових мутацій, Vector(або - як кажуть доктори - а Seq), здається, хороший компроміс. Про це також підказують характеристики продуктивності .

Крім того, Vectorклас здається, що він добре грає в розподілених середовищах без особливого дублювання даних, оскільки не потрібно робити копіювати на запис для повного об'єкта. (Див.: Http://akka.io/docs/akka/1.1.3/scala/stm.html#persistent-datastructures )

Якщо ви програмуєте безперервно і вам потрібен випадковий доступ, Seq - це спосіб пройти (якщо ви не хочете встановити, що ви часто робите). В іншому випадку Список працює добре, за винятком того, що його операції не можна паралелізувати.

Якщо вам не потрібні незмінні структури даних, дотримуйтесь ArrayBuffer, оскільки це еквівалент Scala ArrayList.