运行带有传递值的嵌套循环的惯用方法



我想做一些类似的事情

int n=0
for(int i=xs; i<xe; i++){
for(int j=ys; j<ye; j++){
n++
}
}
return n;

以Clojure的方式。由于所有值都是不可变的,我认为值n应该作为(可能(递归函数的参数传递。最好的方法是什么?

最接近代码的是

(defn f [xs xe ys ye]
(let [n (atom 0)]
(doseq [_ (range xs xe)
_ (range ys ye)]
(swap! n inc))
@n))
user> (f 1 10 2 20)
;;=> 162

但是,可变原子的方法根本就不是一成不变的。

它可能看起来像这样,有点像clojure方式

(defn f [xs xe ys ye]
(count (for [_ (range xs xe)
_ (range ys ye)]
nil)))
#'user/f
user> (f 1 10 2 20)
;;=> 162

这实际上取决于你想做什么。正如@jas所注意到的,(* (- xe xs) (- ye ys))显然能更好地计算n,与你使用的语言无关(

你提到的递归解决方案是什么?它可能看起来像这样:

(defn f [xs xe ys ye]
(loop [n 0 i xs j ys]
(cond (== j ye) n
(== i xe) (recur n xs (inc j))
:else (recur (inc n) (inc i) j))))
#'user/f
user> (f 1 10 2 20)
;;=> 162

不要过度思考这个问题。当您真正需要可变状态时,您可以始终使用atom:

(defn calc
[xs ys]
(let [result (atom 0)]
(doseq [x xs]
(doseq [y ys]
(swap! result + (* x y))))
@result))
(let [xs     [1 2 3]
ys     [2 5 7 9]]
(calc xs ys))

结果

(calc xs ys) => 138

你也可以使用挥发性物质。它就像一个没有线程安全的原子。注意vswap!:的使用

(defn calc
[xs ys]
(let [result (volatile! 0)]
(doseq [x xs]
(doseq [y ys]
(vswap! result + (* x y))))
@result))

性能

在一个紧密的循环中,使用volatile会有所不同。一个例子:

(ns tst.demo.core
(:use tupelo.core tupelo.test)
(:require [tupelo.profile :as prof]))
(def N 100)
(def vals (vec (range N)))
(prof/defnp summer-atom []
(let [result (atom 0)]
(doseq [i vals]
(doseq [j vals]
(doseq [k vals]
(swap! result + i j k))))
@result))
(prof/defnp summer-volatile []
(let [result (volatile! 0)]
(doseq [i vals]
(doseq [j vals]
(doseq [k vals]
(vswap! result + i j k))))
@result))
(dotest
(prof/timer-stats-reset)
(dotimes [i 10]
(spyx (summer-atom))
(spyx (summer-volatile)))
(prof/print-profile-stats))

结果:

--------------------------------------
Clojure 1.10.2-alpha1    Java 15
--------------------------------------
Testing tst.demo.core
(summer-atom)     => 148500000
(summer-volatile) => 148500000
...
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Profile Stats:
Samples       TOTAL        MEAN      SIGMA           ID
10        2.739     0.273879   0.023240   :tst.demo.core/summer-atom                                                       
10        0.383     0.038313   0.041246   :tst.demo.core/summer-volatile                                                   
---------------------------------------------------------------------------------------------------

因此,它产生了大约10倍的差异。可能不值得,除非你做了至少一百万次这样的操作(100^3(。

有关数据结构的类似低级操作,请参阅瞬态!和朋友。

特别是将此列表中的Clojure CheatSheet作为书签

我认为在这里可以将reduce函数应用于for。在loop-processing-fn中做什么取决于您——它也可以是递归的。

(let [n-init 0 ;; your `n` variable
xs 10 xe 20 ys -5 ye 5 ;; loop(s) ranges
loop-processing-fn (fn [current-state [i j :as loop-data]]
(inc current-state) ;; anything here 
) ;; processing function operating on state (n) and loop data
]
(reduce loop-processing-fn n-init (for [i (range xs xe)
j (range ys ye)]
[i j])))
;; => 100

脑海中浮现的是宏。我定义了一个宏for-state,我这样使用:

(def xs 0)
(def xe 9)
(def ys 1)
(def ye 4)
(for-state
i xs (< i xe) (inc i) n 0
(for-state
j ys (< j ye) (inc j) n n
(inc n)))
;; => 27

宏允许您添加仅使用函数难以构建的新构造。因此,如果你有几个这样的嵌套循环,定义一个像for-state这样的宏可能是一个选项:

(defmacro for-state [iter-var iter-init iter? iter-next    
state-var state-init state-next]
`(loop [~iter-var ~iter-init
~state-var ~state-init]
(if ~iter?
(recur ~iter-next
~state-next)
~state-var)))

你可以随意调整。例如,您可以使用向量对宏参数进行分组,并对这些参数进行析构函数以提高可读性。

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