涉及“读取”的 Haskell 程序比等效的 Python 程序慢得多

Question

作为编程挑战的一部分，我需要从标准输入读取一系列以空格分隔的整数（在一行），并将这些整数的总和打印到标准输出。有问题的序列可以包含多达 10,000,000 个整数。

我有两种解决方案：一种是用 Haskell (foo.hs) 编写的，另一种是等效的，用 Python 2 (foo.py) 编写的。不幸的是，（编译的）Haskell 程序一直比 Python 程序慢，我无法解释这两个程序之间的性能差异。请参阅下面的基准部分。如果有的话，我本以为 Haskell 会占上风……

我做错了什么？我该如何解释这种差异？有没有一种简单的方法可以加速我的 Haskell 代码？

（有关信息，我使用的是 2010 年中期配备 8Gb RAM、GHC 7.8.4 和 Python 2.7.9 的 Macbook Pro。）

foo.hs

main = print . sum =<< getIntList

getIntList :: IO [Int]
getIntList = fmap (map read . words) getLine

（用ghc -O2 foo.hs编译）

foo.py

ns = map(int, raw_input().split())
print sum(ns)

基准测试

在下文中，test.txt 由一行 1000 万个以空格分隔的整数组成。

# Haskell
$ time ./foo < test.txt 
1679257

real    0m36.704s
user    0m35.932s
sys     0m0.632s

# Python
$ time python foo.py < test.txt
1679257 

real    0m7.916s
user    0m7.756s
sys     0m0.151s

Answer 1

read 很慢。对于批量解析，使用bytestring 或text 原语或attoparsec。

我做了一些基准测试。您的原始版本在我的计算机上运行了 23,9 秒。以下版本在 0.35 秒内运行：

import qualified Data.ByteString.Char8 as B
import Control.Applicative
import Data.Maybe
import Data.List
import Data.Char

main = print . sum =<< getIntList

getIntList :: IO [Int]
getIntList =
    map (fst . fromJust . B.readInt) . B.words <$> B.readFile "test.txt"

通过将解析器专门用于您的 test.txt 文件，我可以将运行时间缩短到 0.26 秒：

getIntList :: IO [Int]          
getIntList =
    unfoldr (B.readInt . B.dropWhile (==' ')) <$> B.readFile "test.txt"

Answer 2

读取速度很慢

快速阅读，from this answer，将把您缩短到 5.5 秒。

import Numeric
fastRead :: String -> Int
fastRead s = case readDec s of [(n, "")] -> n

字符串是链表

在 Haskell 中，String 类型是一个链表。使用打包表示（bytestring 如果你真的只想要 ascii 但Text 也非常快并且支持 unicode）。如this answer所示，那么性能应该并驾齐驱。

Answer 3

我冒昧地猜测您的问题的很大一部分实际上是words。当你map read . words时，你实际上在做的是：

1. 扫描输入以查找空格，并在执行过程中构建非空格列表。有很多不同类型的空格，检查任何不是常见空格类型的字符还涉及对 C 函数的外部调用（慢）。我计划在某个时候解决这个问题，但我还没有解决这个问题，即便如此，你仍然会无缘无故地构建和丢弃列表，并在你真的只想检查空间时检查空间数字。
2. 通读累积字符列表，尝试从中找出一个数字。产生号码。累积的列表现在变成垃圾了。
3. 返回步骤 1。

这是一种相当荒谬的方式。我相信你甚至可以使用像 reads 这样可怕的东西做得更好，但使用像 ReadP 这样的东西会更有意义。你也可以尝试一些更高级的东西，比如基于流的解析；我不知道这是否会有很大帮助。