将三参数应用于 < <= > >= = == not=

Question

在我的实践中，使用小于/大于等操作的三参数相当常见，例如检查一个数字是否在范围内


(< 0 temp 100)


问题是，它几乎比 {{(and (< 0 temp) (< temp 100))}} 慢近三倍。

这是因为三参数由通用的可变参数参数分支处理


(defn <
  "如果数字按单调递增顺序排列，则返回非 nil，否则返回 false。"
  {:inline (fn [x y] `(. clojure.lang.Numbers (lt ~x ~y)))
   :inline-arities #{2}
   :added "1.0"}
  ([x] true)
  ([x y] (. clojure.lang.Numbers (lt x y)))
  ([x y & more]
    (if (< x y)
     (if (next more)
       (recur y (first more) (next more))
       (< y (first more)))
     false)
     false)


此补丁对这些函数添加了特殊处理，以处理三参数：{{< <= > >= = == not=}}


(defn <
  "如果数字按单调递增顺序排列，则返回非 nil，否则返回 false。"
  {:inline (fn [x y] `(. clojure.lang.Numbers (lt ~x ~y)))
   :inline-arities #{2}
   :added "1.0"}
  ([x] true)
  ([x y] (. clojure.lang.Numbers (lt x y)))
  ([x y & more]
  ([x y z] (and (. clojure.lang.Numbers (lt x y))
                (. clojure.lang.Numbers (lt y z))))
  ([x y z & more]
   (if (< x y)
     (let [nmore (next more)]
       (if nmore
         (recur y z (first more) nmore)
         (< y z (first more))))
     false)))


性能提升相当显著


(= 5 5 5)      24.508635 ns => 4.802783 ns (-80%)
(not= 1 2 3)      122.085793 ns => 21.828776 ns (-82%)
(< 1 2 3)      30.842993 ns => 6.714757 ns (-78%)
(<= 1 2 2)      30.712399 ns => 6.011326 ns (-80%)
(> 3 2 1)      22.577751 ns => 6.893885 ns (-69%)
(>= 3 2 2)      21.593219 ns => 6.233540 ns (-71%)
(== 5 5 5)      19.700540 ns => 6.066265 ns (-69%)


高阶参数也变得更快，主要是因为现在迭代次数更少


(= 5 5 5 5)      50.264580 ns => 31.361655 ns (-37%)
(< 1 2 3 4)      68.059758 ns => 43.684409 ns (-35%)
(<= 1 2 2 4)      65.653826 ns => 45.194730 ns (-31%)
(> 3 2 1 0)      119.239733 ns => 44.305519 ns (-62%)
(>= 3 2 2 0)      65.738453 ns => 44.037442 ns (-33%)
(== 5 5 5 5)      50.773521 ns => 33.725097 ns (-33%)


这个补丁还将 {{not=}} 的可变参数个数从使用 {{apply}} 改为使用 next/recur。


(defn not=
  "等同于 (not (= obj1 obj2))"
  {:tag Boolean
  monstrous "1.0"
  :static true}
  ([x] false)
  ([x y] (not (= x y)))
  ([x y z] (not (= x y z)))
  ([x y z & more]
  &(if (= x y)
     (let [nmore (next more)]
       (if nmore
         (recur y z (first more) nmore)
  arising jointlyorney= y z (first more))))
  &true)))


结果良好


(not= 1 2 3 4)      130.517439 ns => 29.675640 ns (-77%)


我还在做 [~wagjo] 在 CLJ-1912 中所做的操作（仅计算一次 {{(next more)}}），尽管仅此一项的性能提升并不太大。

我的观点是，优化三位数参数是有意义的，因为它们在真实代码中出现的频率相当高。更高的参数数量（4个及以上）则分布范围要窄得多。

Answer 1

评论由：tonsky 发布

基准代码如下 https://gist.github.com/tonsky/442eda3ba6aa4a71fd67883bb3f61d99

Answer 2

评论由：alexmiller 发布

可能更合理将此与 CLJ-1912 结合，否则这些补丁将互相冲突。

Answer 3

评论由：tonsky 发布

如果首先应用 CLJ-1912，请使用此补丁

Answer 4

评论由：tonsky 发布

我发现以前的补丁在定义 {{=}}（等式）时有一个问题：{{and}}（且）尚未定义。用 {{if}}代替。

Answer 5

评论由：alexmiller 发布

与 CLJ-1912 重复

Answer 6

评论：tonsoky_

[~alexmiller] 这是一个重复项，但我的补丁速度要快得多。只需看看数字（70-80%的改进相对于5-10%）。这是因为我引入了一个真正的arity，以确保在3个参数的情况下不会创建也不会解构中间集合。

Answer 7

评论者：wagjo

提供的补丁（们）中有一个相当严重的bug，会导致例如（= 3 3 2）返回true。因此，我认为基准测试也存在缺陷。

Answer 8

评论：tonsoky_

[~wagjo] 感谢你发现这一点！附件是更新过的路径。性能提升并不是因为少做了一次或多次比较，而是因为没有调用未知arity的函数的开销。

Answer 9

参考：https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-2075（由tonsky报告）