optimization - F# 自动泛化和性能

Question

我最近遇到了意外的代码优化，想检查一下我对观察到的内容的解释是否正确。以下是该情况的一个非常简化的示例:

let demo =
   let swap fst snd i =
       if i = fst then snd else
       if i = snd then fst else
       i
   [ for i in 1 .. 10000 -> swap 1 i i ]

let demo2 =
   let swap (fst: int) snd i =
       if i = fst then snd else
       if i = snd then fst else
       i
   [ for i in 1 .. 10000 -> swap 1 i i ] 

两个代码块之间的唯一区别是，在第二种情况下，我将 swap 的参数显式声明为整数。然而，当我使用#time 在 fsi 中运行 2 个片段时，我得到:

案例 1 真实:00:00:00.011，CPU:00:00:00.000，GC gen0:0，gen1:0，gen2:0
案例 2 真实:00:00:00.004，CPU:00:00:00.015，GC gen0:0，gen1:0，gen2:0

即第二个片段的运行速度是第一个片段的 3 倍。这里的绝对性能差异显然不是问题，但如果我大量使用交换功能，它就会堆积起来。

我的假设是性能下降的原因是，在第一种情况下，swap 是通用的并且“需要相等”，并检查 int 是否支持它，而第二种情况不需要检查任何东西。这是发生这种情况的原因，还是我错过了其他东西？更一般地说，我是否应该将自动泛化视为一把双刃剑，也就是说，一个很棒的功能可能会对性能产生意想不到的影响？

Answer 1

我认为这通常与问题 Why is this F# code so slow 中的情况相同。 .在那个问题中，性能问题是由要求 comparison 的约束引起的。在您的情况下，它是由 equality 引起的约束。

在这两种情况下，编译的通用代码都必须使用接口(interface)(和装箱)，而专门的编译代码可以直接使用 IL 指令进行整数或浮点数的比较或相等。

避免性能问题的两种方法是:

特化代码使用int或 float正如你所做的

将函数标记为 inline以便编译器自动对其进行专门化

对于较小的函数，第二种方法更好，因为它不会生成太多代码，并且您仍然可以以通用方式编写函数。如果您仅将函数用于单一类型(按设计)，那么使用第一种方法可能是合适的。