Wyjaśnienie leniwości

W Scali większość wartości jest obliczana ściśle: są obliczane natychmiast po zdefiniowaniu. Leniwa ewaluacja odwraca tę zasadę. Wartość leniwa jest obliczana dopiero wtedy, gdy po raz pierwszy jest potrzebna — nigdy wcześniej.

Ma to znaczenie, gdy obliczenia są kosztowne, mogą się nie powieść lub mogą w ogóle nie zostać użyte. Po co wykonywać pracę, której nikt nie potrzebuje?

Zwykłe val natychmiast oblicza wyrażenie po prawej stronie, nawet jeśli nigdy więcej nie odczytają Państwo jego wartości.

Proszę uruchomić ten przykład i zauważyć, że „computing” jest wypisywane przed „after”. Praca zostaje wykonana w momencie definicji.

Wystarczy poprzedzić val słowem lazy, aby odroczyć obliczenie do pierwszego użycia.

W tym przykładzie najpierw wypisywane jest „after”, a następnie „computing”, dopiero gdy odczytane zostanie x. Wynik jest również buforowany: ciało zostaje wykonane najwyżej raz.

Parametr zadeklarowany jako => A jest przekazywany przez nazwę: argument nie jest obliczany, dopóki nie zostanie użyty wewnątrz metody.

To podstawowy mechanizm leniwej ewaluacji. LazyList używa parametrów by-name, dzięki czemu ogon nie jest obliczany, dopóki nie zażądają Państwo jego wartości.

LazyList to leniwa sekwencja Scali (w wersji 2.13+ zastąpiła starszy Stream). Jej głowa jest obliczana zachłannie, ale ogon jest leniwy.

Elementy są tworzone na żądanie i zapamiętywane po obliczeniu, dlatego ta sama komórka nigdy nie jest obliczana ponownie.

LazyList pozostaje nieobliczona, dopóki nie wymuszą Państwo jej ewaluacji. Wywołanie toList, foreach lub wypisanie każdego elementu wymusza obliczenie komórek.

REPL pokazuje <not computed> dla leniwego ogona. Wymuszenie ujawnia rzeczywiste wartości.

Element można dodać na początku LazyList za pomocą #::. W przeciwieństwie do :: dla list prawy operand #:: jest przekazywany by-name, więc ogon nie jest tworzony, dopóki nie okaże się potrzebny.

Pozwala to opisywać sekwencje, których dalsza część jest obliczana leniwie.

Po obliczeniu komórki LazyList jej wartość zostaje zapisana. Ponowny odczyt nic nie kosztuje, a wyrażenie, które ją utworzyło, nie jest wykonywane drugi raz.

Proszę uruchomić ten przykład: „calc” jest wypisywane tylko przy pierwszym dostępie do każdego wymuszonego elementu, a nie przy kolejnych odczytach.

Ponieważ ogon jest leniwy, można wykonać map na LazyList, a obliczone zostaną tylko elementy, do których nastąpi dostęp.

W tym przykładzie „map” jest wypisywane tylko raz, mimo że lista ma trzy elementy, ponieważ wymuszana jest wyłącznie głowa.

Leniwa ewaluacja umożliwia trzy rzeczy: unikanie niepotrzebnej pracy, tworzenie nieskończonych sekwencji oraz oddzielenie sposobu opisu obliczeń od zakresu ich wykonania.

Pełny potok jest zapisywany raz, a odbiorca decyduje, ile elementów pobrać.

Leniwa ewaluacja ma swoje koszty. LazyList zapamiętuje wartości, więc przechowywanie odwołania do jej głowy utrzymuje w pamięci każdy wymuszony element. W przypadku ogromnych lub nieskończonych danych proszę unikać zachowywania odwołania do głowy.

Ponadto efekty uboczne w leniwym kodzie są wykonywane w nieoczekiwanych momentach, co może utrudniać debugowanie.

Proszę sprawdzić swoją wiedzę na temat leniwej ewaluacji.

Ścisła ewaluacja wykonuje pracę natychmiast, a leniwa odracza ją do momentu, gdy okaże się potrzebna. lazy val i parametry by-name (=> A) to podstawowe mechanizmy.

LazyList wykorzystuje je w następujący sposób: zachłanna głowa, leniwy i zapamiętywany ogon, wymuszany przez toList lub dostęp do elementu. Następnie samodzielnie zbudujemy LazyList.