这些分配来自哪里，声明参数的类型如何阻止它们？

Question

所以我通过解决 ProjectEuler 问题来学习 Julia，我为problem 27 想出了这段代码：

function isPrime(num)
    num < 2 && return false
    for i in 2:trunc(Int, √num)
        if num % i == 0
            return false
        end
    end
    return true
end

function quadratic(n, a, b)
    return n^2 + a*n + b
end

function consecutivePrimes(a, b)
    count = 0
    tryNum = 0
    while true
        currResult = quadratic(tryNum, a, b)
        !isPrime(currResult) && (return count)
        count += 1
        tryNum += 1
    end
end

function longestConsecutivePrimes(modA, modB)
    longest = (0,0,0)
    for a in -modA:modA, b in -modB:modB
        consecutive = consecutivePrimes(a, b)
        longest[1] < consecutive && (longest = (consecutive, a, b))
    end
    return longest
end

A, B = 999, 1000
@time size, a, b = longestConsecutivePrimes(A, B)
println("size: $size, a: $a, b: $b")
println("a*b = $(a*b)")

产量

  0.106938 seconds (36.28 k allocations: 2.239 MiB, 38.39% compilation time)
size: 71, a: -61, b: 971
a*b = -59231

现在，通过将函数longestConsecutivePrimes中的参数替换为

function longestConsecutivePrimes(modA::Int64, modB::Int64)

脚本在独立于前一个终端的单独终端中运行时，会产生

  0.064875 seconds (1 allocation: 16 bytes)
size: 71, a: -61, b: 971
a*b = -59231

它的速度是原来的两倍，并且只有 1 次分配。

每个脚本运行都是在 linux 终端中进行的，而不是在 Julia REPL 中，每次运行之间都会关闭终端，因此一次运行不会从另一次的编译中“获利”。

分配是从哪里来的？声明参数的类型如何防止分配？

我觉得理解这一点将有助于我改进我以前和未来编写的 Julia 脚本。

Answer 1

在这里，当 A 和 B 不再是全局变量时，分配也会消失，因此差异似乎可能在于类型推断更加困难（即来自类型推断代码本身的分配）。

将脚本的末尾保留在函数之外是否被认为是不好的做法？将它包装在一个打印结果和基准的函数中会更朱利安吗？

这里特别重要的是avoid (non-constant) global variables。在全局范围内使用简单的 print 语句（或带有 setup 代码的 @benchmark 行）很好，但任何更复杂的东西都可能需要非常量变量，因此应该按照手册的建议放入函数中。 （另请参阅同一手册页中的“注释取自非类型化位置的值”部分，这是您的第二个脚本正在执行的操作。）

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编辑：我会保留它以防将来对其他人有用，但这种解释不适用于 cmets 中提到的 OP 的情况。

第一次@timed 函数时，由于使用两个Int 参数调用它，Julia 自动为modA 和modB 编译了该函数的专用版本，即Ints。 @time 宏在其结果中也包含了此编译步骤所花费的分配和时间（从输出的“38.39% 编译时间”部分可以看出）。

当您将函数更改为具有类型注释并再次运行它时，Julia 不必编译任何内容，因为已经存在带有两个 Int 参数的 longestConsecutivePrimes 的编译版本。所以在这次运行中，只有函数本身的执行被计时，只有它自己的分配被报告。

所以添加类型注释不会改变分配或运行时间。然而，它所做的是向longestConsecutivePrimes 函数添加了一个新的“方法”——一个具有更专业参数的方法。因此，在此之后，任何纯 Int 参数的函数调用都将使用您的第二个定义，而使用其他类型的调用 - UInt8 或 Int128 甚至 String 例如。 - 将使用您对函数的第一个定义。它是为Any 类型有效定义的。当然，在这种情况下，两个定义恰好是相同的。但总的来说，这种类型特化函数的方式是使用 Julia 的多分派范式的核心。

Answer 2

你正在计时编译。如果再次运行 untyped 函数，您将看到它在没有额外分配的情况下运行。