OCaml 中的映射与折叠内存使用情况

Question

折叠列表/数组时对内存使用的影响是什么，以及它与映射列表或数组时的内存使用相比如何（我的意思是执行类似List.map f l 的操作）？

我猜折叠会更昂贵，因为它会在每次迭代时创建“新”结果，并且 map 可以预先分配，但另一方面 map 不是尾递归的。

为简单起见，让我们考虑以下示例：

let lol = List.init 1000 (fun _ -> List.init 1000 (fun j-> j) );;

let fold_left_res = List.fold_left (fun res l -> List.map (fun e -> e + 1) l :: res) lol  [] ;;

let map_res = List.map (fun l -> List.map (fun e -> e + 1) l) lol ;;

let fold_right_res = List.fold_right (fun l res -> List.map (fun e -> e + 1) l :: res) lol  [];;

使用spacetime我已经对程序进行了剖析并获得了以下结果：

1. 列表初始化后：

活动字节：22MB 活动块：1.0M 所有分配的字：3.0M

1. fold_left 之后：

与列表初始化后相同（为什么？）

1. 地图后

活字节：44MB 活块：2.0M 所有分配的字：6.0M

4. fold_right 之后

活动字节：64MB 活动块：3.0M 所有分配的字：9.0M

为什么fold_left 似乎没有保留额外的内存？ 为什么lol 首先会消耗这么多内存？

更新1。准备了一个更好的例子。

Answer 1

通常，当您谈论内存使用时，您指的是堆。如您所见，堆栈和堆是两个不同的东西。

对于堆栈，List.map 和 List.fold_right 都被记录为不是尾递归的。 （请参阅List module 文档。）因此您的测试结果符合预期。

由于折叠基本上可以做任何事情，这取决于累积结果的性质，据我所知，实际上不可能对堆使用情况做出任何明确的决定。

对于地图，通常的行为是为输入列表的每个元素返回独立的（不同的）新计算值。所以你可以说它将分配 N * K 的堆存储量，其中 N 是列表的长度，K 是计算值之一的大小。但实际上，地图功能也几乎可以做任何事情。它甚至不必分配新值，这只是一个粗略的概括。也许这就是您所说的可以预先计算地图的意思。

如果您说的是返回列表的脊椎，则实际上无法事先计算。列表是不可变的，每次调用 List.map 都会创建一个新列表（结果的主干）。