2018-09-02-01-applyを追加したいのだけど
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最終更新日付：2018/09/02 22:00:00
applyを追加したいのだけど
2018 年 09 月 02 日
C++17 では、std::apply が追加された。std::tuple の内容をパラメータとして、関数を呼び出せるものらしい。これを CL-STL に追加したい、という話。しかし、内部表現の変換コストが気になってしまう、という話。
CL-STL の stl:tuple は（stl:pair もだけど）、内部的には cl:simple-vector で実装されている。要するに配列だな。std::apply を愚直に実装しようとすると、cl:apply に転送するイメージになり、結果として cl:list への coerce が必要になる。このコストが気になるのだ。
まずはこの「愚直な実装」から。ひとまずは apply-test-1 という関数名にすると、以下のようになる。
(defun apply-test-1 (fnc tpl) (cl:apply fnc (coerce (stl::__inner-array tpl) 'cl:list)))
とりあえず、動かしてみよう。
(defun test-func (a b c) (+ a b c)) (let ((tpl (stl:make_tuple 111 222 333))) (apply-test-1 #'test-func tpl)) => 666
上記の実行によって、３要素の配列から cl:list への変換が内部で発生している。静的に型付けされた C++ とは違って、stl:tuple の要素数は実行時にしかわからないから、これは仕方がないように見える。
しかし、ある程度の範囲で良く使用する要素数についてはベタな funcall に展開することで cl:list への変換を避けることはできるだろう。ひとまず２〜４についてやってみると、以下のようになる。
(defun apply-test-2 (fnc tpl)
(let ((arr (stl::__inner-array tpl)))
(let ((cnt (length arr)))
(case cnt
(2 (cl:funcall fnc (svref arr 0) (svref arr 1)))
(3 (cl:funcall fnc (svref arr 0)
(svref arr 1) (svref arr 2)))
(4 (cl:funcall fnc (svref arr 0) (svref arr 1)
(svref arr 2) (svref arr 3)))
(t (cl:apply fnc (coerce arr 'cl:list)))))))
宣言を追加して optimize した版も書いてみた。ここらへん良くわかってないので、もっとやるべきことがあるかもしれない。
(locally (declare (optimize speed))
(defun apply-test-3 (fnc tpl)
(let ((arr (stl::__inner-array tpl)))
(declare (type simple-vector arr))
(let ((cnt (length arr)))
(declare (type fixnum cnt))
(case cnt
(2 (cl:funcall fnc (svref arr 0) (svref arr 1)))
(3 (cl:funcall fnc (svref arr 0)
(svref arr 1) (svref arr 2)))
(4 (cl:funcall fnc (svref arr 0) (svref arr 1)
(svref arr 2) (svref arr 3)))
(t (cl:apply fnc (coerce arr 'cl:list))))))))
で、簡単だけどこれらを比較してみる。
(locally (declare (optimize speed))
(defun test-func (a b c)
(declare (type fixnum a b c))
(the fixnum (+ a (the fixnum (+ b c))))))
(let ((tpl (stl:make_tuple 111 222 333)))
(dolist (apply-fnc (list #'apply-test-1
#'apply-test-2
#'apply-test-3))
(time (dotimes (i 1000000)
(funcall apply-fnc #'test-func tpl)))))
結果は以下の通り。上から順番に愚直な coerce、要素数に応じた funcall展開、そしてその宣言付き optimize 版。ひとまず効果は出ているようだ。
=> Evaluation took:
0.045 seconds of real time
0.045926 seconds of total run time (0.045926 user, 0.000000 system)
[ Run times consist of 0.005 seconds GC time, and 0.041 seconds non-GC time. ]
102.22% CPU
118,766,619 processor cycles
48,005,120 bytes consed
Evaluation took:
0.020 seconds of real time
0.020468 seconds of total run time (0.020468 user, 0.000000 system)
100.00% CPU
52,618,399 processor cycles
0 bytes consed
Evaluation took:
0.014 seconds of real time
0.013545 seconds of total run time (0.013545 user, 0.000000 system)
100.00% CPU
35,179,934 processor cycles
0 bytes consed
自分としてはどれくらい使うかわからないのだけれど、ひとまずこれで行ってみようかな‥‥‥と思っている。
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