为什么使用Data.Text构建Haskell字符串如此缓慢

Question

所以我有一个位置类。

data Location = Location {
    title :: String
  , description :: String
  }

instance Show Location where
  show l = title l ++ "\n"
         ++ replicate (length $ title l) '-' ++ "\n"
         ++ description l

接着我改用了Data.Text

data Location = Location {
    title :: Text
  , description :: Text
  }

instance Show Location where
  show l = T.unpack $
    title l <> "\n"
    <> T.replicate (T.length $ title l) "-" <> "\n"
    <> description l

使用 Criterion，我对 String 和 Data.Text 实现的 show 函数所需时间进行了基准测试：

benchmarks = [ bench "show" (whnf show l) ]
  where l = Location {
                title="My Title"
              , description = "This is the description."
              }

String的实现只需要34纳秒，而Data.Text的实现要慢近六倍，需要170纳秒。

我该如何让Data.Text的速度与String一样快呢？ 编辑：愚蠢的错误 我不确定怎么会出现这种情况，但我无法复制最初的速度差异：现在对于String和Text，我分别得到28ns和24ns。

对于更具攻击性的bench "length.show" (whnf (length . show) l)基准测试，对于String和Text，我分别得到467ns和3954ns。

如果我使用一个非常基本的惰性构建器，没有重复的破折号。

import qualified Data.Text.Lazy.Builder as Bldr

instance Show Location where
  show l = show $
    Bldr.fromText (title l) <> Bldr.singleton '\n'
  --  <> Bldr.fromText (T.replicate (T.length $ title l) "-") <> Bldr.singleton '\n'
    <> Bldr.fromText (description l)

当我尝试使用原始的普通show基准测试时，得到了19ns。现在这有点错误，因为使用show将构建器转换为字符串会转义换行符。如果我将其替换为LT.unpack $ Bldr.toLazyText，其中LT是Data.Text.Lazy的限定导入，则我会得到192ns。

我在Mac笔记本电脑上进行测试，我怀疑我的时间测量结果可能会受到机器噪声的干扰。感谢您的指导。

- Feenaboccles

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Data.Text.Lazy.Builder：高效构建惰性文本值。 - user2407038

Answer 1

虽然不能让它更快，但可以加速一些。

附加

Text被表示为一个数组。这使得<>变得相当缓慢，因为需要分配一个新的数组，并将每个Text复制到其中。您可以通过先将每个片段转换为String，然后将它们连接起来来解决此问题。我想Text可能也提供了一种有效的同时连接多个文本的方法（正如评论者所提到的，您可以使用lazy builder），但是对于此目的，它会更慢。另一个很好的选择可能是Text的lazy版本，它可能支持高效的连接。

共享

在基于String的实现中，description字段根本不需要复制。它只是在Location和显示该Location的结果之间共享。在Text版本中无法实现这一点。

- dfeuer

Answer 2

在字符串操作中，您没有完全评估所有的字符串操作 - (++) 和 replicate。

如果您将基准测试更改为：

benchmarks = [ bench "show" (whnf (length.show) l) ]

您会发现字符串操作大约需要520纳秒，大约比其他操作慢10倍。

- ErikR

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我做了测试，发现字符串版本的运行时间是700ns，而文本版本的则需要2600ns。问题显然出在show方法的实现上，而不在评估过程中——虽然调用length方法有助于确保所有内容都被完全评估。 - Feenaboccles