julia - 为什么我们需要 `iteratoreltype()` ？

Question

我不确定我是否理解为什么需要 IteratorEltype()。每个可迭代对象都保证生成 Any 类型的对象，因此如果您不知道更好的方法，那么您可以始终默认为该类型。区分“我知道它可以是任何东西”(IteratorEltype == HasEltype && eltype = Any)和“我不知道它是什么，因此它可以是任何东西”( IteratorEltype == EltypeUnknown)?

我能找到的 Base Julia 中唯一使用 EltypeUnknown() 的类型是 Generator，它是 (f(i) for i在 iter) 语法中。我可以想象，如果 eltype(iter) 是非叶类型，很难/不可能找到这样一个生成器的 eltype，但是 not 的优点是什么在这种情况下，只需将 eltype 设置为 Any 吗？当然，如果 eltype(iter) 是叶类型并且 f 是类型稳定的，您不希望它是 Any，但这两种情况在编译时应该是可以区分的。

Answer 1

两者的区别IteratorEltype()选项如下:

• HasEltype()说迭​​代器的值应该被视为 eltype() 类型的对象, 即使eltype()比迭代器中实际遇到的类型更通用。

• EltypeUnknown()询问类似 collect() 的功能找出适用于所有元素的最具体的类型。

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示例:

julia> abstract type Wrapper end
       Base.length(w::Wrapper) = length(w.data)
       Base.iterate(w::Wrapper, s...) = iterate(w.data, s...)

       struct EltypeWrapper{T,D} <: Wrapper
           data::D
       end
       EltypeWrapper{T}(data) where T = EltypeWrapper{T,typeof(data)}(data)
       Base.eltype(::Type{<:EltypeWrapper{T}}) where T = T

       struct EltypeUnknownWrapper{D} <: Wrapper
           data::D
       end
       Base.IteratorEltype(::Type{<:EltypeUnknownWrapper}) = Base.EltypeUnknown()

julia> collect(EltypeWrapper{Any}(Any[1,2.0]))
2-element Array{Any,1}:
 1  
 2.0

julia> collect(EltypeUnknownWrapper(Any[1,2.0]))
2-element Array{Real,1}:
 1  
 2.0

请注意，这两个数组具有相同的条目，但第一个数组的类型为 Vector{Any}而第二个具有类型 Vector{Real} .

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看起来HasEltype()应该更有效率，因为它允许在 collect() 等函数中预分配输出.然而，Julia 非常擅长推断迭代器 eltype，并且 EltypeUnknown()可以和 HasEltype() 一样快(或者出于某些奇怪的原因甚至更快) :

julia> using BenchmarkTools

       abstract type AbstractIterable end
       struct TypedIterable <: AbstractIterable; end
       struct UntypedIterable <: AbstractIterable; end
           
       Base.length(::AbstractIterable) = 100000

       Base.eltype(::Type{TypedIterable}) = Int
       Base.IteratorEltype(::Type{UntypedIterable}) = Base.EltypeUnknown()

       function Base.iterate(f::AbstractIterable,i = 1)
           i > length(f) && return nothing
           return i, i+1
       end

       @btime collect(UntypedIterable())
       @btime collect(TypedIterable())
       ;
  43.033 μs (2 allocations: 781.33 KiB)
  56.772 μs (2 allocations: 781.33 KiB)

IteratorEltype()因此不一定会影响使用迭代器的性能，但它可能会严重影响调用堆栈中更上层的性能。如果对叶类型进行操作，几乎所有代码都会快一个数量级，因此可以更快地放入 EltypeUnknown()。作为 IteratorEltype()并希望 eltype()归结为具体类型而不是设置 IteratorEltype() = HasEltype()然后设置 eltype()到一些抽象类型。