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Go中過(guò)濾范型集合性能示例詳解

 更新時(shí)間：2023年03月08日 08:49:07   作者：洛天楓  
這篇文章主要為大家介紹了Go中過(guò)濾范型集合性能示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

正文

最近，我有機(jī)會(huì)在一個(gè)真實(shí)的 Golang 場(chǎng)景中使用泛型，同時(shí)尋找與 Stream filter(Predicate<? super T> predicate)和 Python list comprehension 等同的函數(shù)。我沒(méi)有依賴(lài)現(xiàn)有的包，而是選擇自己寫(xiě)一個(gè)過(guò)濾函數(shù)，以達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。

func filterStrings(collection []string, test func(string) bool) (f []string) {
 for _, s := range collection {
  if test(s) {
   f = append(f, s)
  }
 }
 return
}

然而，這只適用于字符串。如果我需要過(guò)濾一個(gè)整數(shù)的集合，那么我就需要另一個(gè)極其相似的函數(shù)。

這對(duì)于一個(gè)范型函數(shù)來(lái)說(shuō)似乎是一個(gè)完美的選擇。

func filter[T any](collection []T, test func(T) bool) (f []T) {
	for _, e := range collection {
		if test(e) {
			f = append(f, e)
		}
	}
	return
}

分析類(lèi)型化和范型版本之間的（少數(shù)）差異

  • 函數(shù)名后面是一個(gè)范型T的定義。
  • T被定義為任何類(lèi)型。
  • 輸入 slice 中元素的類(lèi)型從字符串變成了T
  • 輸入、輸出的 clice 類(lèi)型也從字符串變成了T

不多說(shuō)了，讓我們來(lái)寫(xiě)一些單元測(cè)試。首先，我需要一個(gè)隨機(jī)集合（在我的例子中，是字符串）的生成器。

func generateStringCollection(size, strLen int) []string {
	var collection []string
	for i := 0; i &lt; size; i++ {
		collection = append(collection, strings.Repeat(fmt.Sprintf("%c", rune('A'+(i%10))), strLen))
	}
	return collection
}

現(xiàn)在我可以寫(xiě)一個(gè)測(cè)試用例，判斷 filterStrings 函數(shù)的輸出與我的過(guò)濾范型器的輸出相同。

func TestFilter(t *testing.T) {
	c := generateStringCollection(1000, 3)
	t.Run("the output of the typed and generic functions is the same", func(t *testing.T) {
		predicate := func(s string) bool { return s == "AAA" }
		filteredStrings := filterStrings(c, predicate)
		filteredElements := filter(c, predicate)
		if !reflect.DeepEqual(filteredStrings, filteredElements) {
			t.Errorf("the output of the two functions is not the same")
		}
	})
}

=== RUN   TestFilter
=== RUN   TestFilter/the_output_of_the_typed_and_generic_functions_is_the_same
--- PASS: TestFilter (0.00s)
    --- PASS: TestFilter/the_output_of_the_typed_and_generic_functions_is_the_same (0.00s)
PASS

考慮新函數(shù)在處理大的 slice 時(shí)的性能問(wèn)題。我怎樣才能確保它在這種情況下也能表現(xiàn)良好？

答案是：基準(zhǔn)測(cè)試。用Go編寫(xiě)基準(zhǔn)測(cè)試與單元測(cè)試很相似。

const (
	CollectionSize = 1000
	ElementSize    = 3
)
func BenchmarkFilter_Typed_Copying(b *testing.B) {
	c := generateStringCollection(CollectionSize, ElementSize)
	b.Run("Equals to AAA", func(b *testing.B) {
		for i := 0; i &lt; b.N; i++ {
			filterStrings(c, func(s string) bool { return s == "AAA" })
		}
	})
}
func BenchmarkFilter_Generics_Copying(b *testing.B) {
	c := generateStringCollection(CollectionSize, ElementSize)
	b.Run("Equals to AAA", func(b *testing.B) {
		for i := 0; i &lt; b.N; i++ {
			filter(c, func(s string) bool { return s == "AAA" })
		}
	})
}

go test -bench=. -count=10 -benchmem
goos: darwin
goarch: arm64
pkg: github.com/timliudream/go-test/generic_test
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             718408              1641 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             718148              1640 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             732939              1655 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             723036              1639 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             699075              1639 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             707232              1643 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             616422              1652 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             730702              1649 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             691488              1700 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             717043              1646 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          428851              2754 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          428437              2762 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          430444              2800 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          429314              2757 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          430938              2754 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          429795              2754 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          426714              2755 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          418152              2755 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          431739              2761 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          412221              2755 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
PASS
ok      github.com/timliudream/go-test/generic_test     25.005s

我對(duì)這個(gè)結(jié)果并不滿意?？雌饋?lái)我用可讀性換取了性能。

此外，我對(duì)分配的數(shù)量也有點(diǎn)擔(dān)心。你注意到我的測(cè)試名稱(chēng)中的_Copying后綴了嗎？那是因?yàn)槲业膬蓚€(gè)過(guò)濾函數(shù)都是將過(guò)濾后的項(xiàng)目從輸入集合復(fù)制到輸出集合中。為什么我必須為這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)占用內(nèi)存？

到最后，我需要做的是過(guò)濾原始的收集。我決定先解決這個(gè)問(wèn)題。

func filterInPlace[T any](collection []T, test func(T) bool) []T {
	var position, size = 0, len(collection)
	for i := 0; i &lt; size; i++ {
		if test(collection[i]) {
			collection[position] = collection[i]
			position++
		}
	}
	return collection[:position]
}

我不是把過(guò)濾后的結(jié)果寫(xiě)到一個(gè)新的集合中，然后再返回，而是把結(jié)果寫(xiě)回原來(lái)的集合中，并保留一個(gè)額外的索引，以便在過(guò)濾后的項(xiàng)目數(shù)上 "切 "出一個(gè)片斷。

我的單元測(cè)試仍然通過(guò)，在改變了下面這行之后。

filteredStrings := filterStrings(c, predicate)
//filteredElements := filter(c, predicate)
filteredElements := filterInPlace(c, predicate) // new memory-savvy function

再添加一個(gè) bench 方法

func BenchmarkFilter_Generics_InPlace(b *testing.B) {
 c := generateStringCollection(CollectionSize, 3)
 b.Run("Equals to AAA", func(b *testing.B) {
  for i := 0; i &lt; b.N; i++ {
   filterInPlace(c, func(s string) bool { return s == "AAA" })
  }
 })
}

結(jié)果是出色的。

go test -bench=. -benchmem
goos: darwin
goarch: arm64
pkg: github.com/timliudream/go-test/generic_test
BenchmarkFilter_Typed_Copying/Equals_to_AAA-8             713928              1642 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Copying/Equals_to_AAA-8          426055              2787 ns/op            4080 B/op          8 allocs/op
BenchmarkFilter_Generics_Inplace/Equals_to_AAA-8          483994              2467 ns/op               0 B/op          0 allocs/op
PASS
ok      github.com/timliudream/go-test/generic_test     4.925s

不僅內(nèi)存分配歸零，而且性能也明顯提高。

以上就是Go中過(guò)濾范型集合性能示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go過(guò)濾范型集合性的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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