scala - 避免在函数内装箱/拆箱

Question

对于数字密集型代码，我编写了一个具有以下签名的函数:

def update( f: (Int,Int,Double) => Double ): Unit = {...}

但是，因为 Function3不专业， f的每一个应用导致对 3 个参数和结果类型进行装箱/拆箱。

我可以使用一个特殊的更新程序类:

trait Updater {
  def apply( i: Int, j: Int, x: Double ): Double
}
def update( f: Updater ): Unit = {...}

但是调用很麻烦(和java-ish):

//with function
b.update( (i,j,_) => if( i==0 || j ==0 ) 1.0 else 0.5 )

//with updater
b.update( new Updater {
  def apply( i: Int, j: Int, x: Double ) = if( i==0 || j ==0 ) 1.0 else 0.5
} )

有没有办法在仍然使用 lambda 语法的同时避免装箱/拆箱？我希望宏会有所帮助，但我想不出任何解决方案。

编辑:我用javap分析了function3生成的字节码。编译器会生成一个未装箱的方法，以及通用方法(见下文)。有没有办法直接调用未装箱的？

public final double apply(int, int, double);
  Code:
   0:   ldc2_w  #14; //double 100.0d
   3:   iload_2
   4:   i2d
   5:   dmul
   6:   iload_1
   7:   i2d
   8:   ddiv
   9:   dreturn

public final java.lang.Object apply(java.lang.Object, java.lang.Object, java.lang.Object);
  Code:
   0:   aload_0
   1:   aload_1
   2:   invokestatic    #31; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.unboxToInt:(Ljava/lang/Object;)I
   5:   aload_2
   6:   invokestatic    #31; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.unboxToInt:(Ljava/lang/Object;)I
   9:   aload_3
   10:  invokestatic    #35; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.unboxToDouble:(Ljava/lang/Object;)D
   13:  invokevirtual   #37; //Method apply:(IID)D
   16:  invokestatic    #41; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.boxToDouble:(D)Ljava/lang/Double;
   19:  areturn

Answer 1

由于您提到宏是一种可能的解决方案，所以我想到了编写一个宏，它接受一个匿名函数，提取应用方法并将其插入到一个匿名类中，该类扩展了一个名为 F3 的自定义函数特征。 .这是相当长的实现。

性状 F3

trait F3[@specialized A, @specialized B, @specialized C, @specialized D] {
  def apply(a:A, b:B, c:C):D
}

宏

  implicit def function3toF3[A,B,C,D](f:Function3[A,B,C,D]):F3[A,B,C,D] = macro impl[A,B,C,D]

  def impl[A,B,C,D](c:Context)(f:c.Expr[Function3[A,B,C,D]]):c.Expr[F3[A,B,C,D]] = {
    import c.universe._
    var Function(args,body) = f.tree
    args = args.map(c.resetAllAttrs(_).asInstanceOf[ValDef])
    body = c.resetAllAttrs(body)
    val res = 
      Block(
        List(
          ClassDef(
            Modifiers(Flag.FINAL),
            newTypeName("$anon"),
            List(),
            Template(
              List(
                AppliedTypeTree(Ident(c.mirror.staticClass("mcro.F3")),
                  List(
                    Ident(c.mirror.staticClass("scala.Int")),
                    Ident(c.mirror.staticClass("scala.Int")),
                    Ident(c.mirror.staticClass("scala.Double")),
                    Ident(c.mirror.staticClass("scala.Double"))
                  )
                )
              ),
              emptyValDef,
              List(
                DefDef(
                  Modifiers(),
                  nme.CONSTRUCTOR,
                  List(),
                  List(
                    List()
                  ),
                  TypeTree(),
                  Block(
                    List(
                      Apply(
                        Select(Super(This(newTypeName("")), newTypeName("")), newTermName("<init>")),
                        List()
                      )
                    ),
                    Literal(Constant(()))
                  )
                ),
                DefDef(
                  Modifiers(Flag.OVERRIDE),
                  newTermName("apply"),
                  List(),
                  List(args),
                  TypeTree(),
                  body
                )
              )
            )
          )
        ),
        Apply(
          Select(
            New(
              Ident(newTypeName("$anon"))
            ),
            nme.CONSTRUCTOR
          ),
          List()
        )
      )




    c.Expr[F3[A,B,C,D]](res)
  }

由于我将宏定义为隐式，因此可以这样使用:

def foo(f:F3[Int,Int,Double,Double]) = {
  println(f.apply(1,2,3))
}

foo((a:Int,b:Int,c:Double)=>a+b+c)

在调用 foo 之前，会调用宏，因为 foo期望 F3 的实例.不出所料，调用 foo打印“6.0”。下面我们来看看 foo的反汇编方法，以确保不发生装箱/拆箱:

public void foo(mcro.F3);
  Code:
   Stack=6, Locals=2, Args_size=2
   0:   getstatic       #19; //Field scala/Predef$.MODULE$:Lscala/Predef$;
   3:   aload_1
   4:   iconst_1
   5:   iconst_2
   6:   ldc2_w  #20; //double 3.0d
   9:   invokeinterface #27,  5; //InterfaceMethod mcro/F3.apply$mcIIDD$sp:(IID)D
   14:  invokestatic    #33; //Method scala/runtime/BoxesRunTime.boxToDouble:(D)Ljava/lang/Double;
   17:  invokevirtual   #37; //Method scala/Predef$.println:(Ljava/lang/Object;)V
   20:  return

这里唯一的装箱是调用 println .耶!

最后一点:在当前状态下，宏仅适用于 Int,Int,Double,Double 的特殊情况。但这很容易解决。我把它作为练习留给读者。