Каковы преимущества использования Ruby NArray над Array?

Question

Я только что натолкнулся на библиотеку NArray для Ruby - извините за невежество, когда задаю этот вопрос:)

Каковы преимущества использования библиотеки NArray по сравнению со стандартной реализацией Ruby Array?

Я видел, что NArray ориентирован на числовые вычисления, но, глядя на API, похоже, что в Array есть только несколько расширений, ориентированных на числовые значения - ничего, что вы не могли бы сделать с Array..

1. Почему бы просто не использовать массив?
2. Есть ли огромное преимущество в скорости?
3. Есть ли огромное преимущество в памяти?
4. Есть ли другие преимущества по сравнению с обычным классом Ruby Array?

Google действительно не придумал полезного объяснения этого вопроса.

Ссылки, которые я нашел:

http://rubydoc.info/gems/narray-ruby19/0.5.9.7/NArray

http://narray.rubyforge.org/index.html.en

http://raa.ruby-lang.org/project/narray/

Answer 1

Смотрите также слайд о NArray: http://www.slideshare.net/masa16tanaka/narray-and-scientific-computing-with-ruby

похоже, есть только несколько расширений над массивом

Нет, это полностью отличается от массива. NArray имеет много числовых функций и многомерных функций. С другой стороны, NArray является статическим; у него нет методов push / pop и т. д. Список методов NArray: http://narray.rubyforge.org/SPEC.en

_1. Почему бы просто не использовать массив?

Массив содержит объекты Ruby. Неэффективно держать числовые значения.

_2. Есть ли огромное преимущество в скорости?

Да. стр.36 из приведенного выше слайд-шоу NArray до 50 раз быстрее.

Обратите внимание, что Array работает быстрее, чем NArray, если цикл написан на Ruby.

_3. Есть ли огромное преимущество в памяти?

Да. Что касается значений Float, Array потребляет примерно в 4 раза больше памяти, чем NArray на моей 64-битной машине Linux.

_4. Есть ли другие преимущества по сравнению с обычным классом Ruby Array?

• Поддержка многомерного массива
• Поддержка числовых функций
• Нет необходимости в сборке мусора для элементов Array. GC занимает много времени для больших массивов.
• и т.п.

Answer 2

Я видел, что NArray ориентирован на числовые вычисления, но, глядя на API, похоже, что в Array есть только несколько расширений, ориентированных на числовые значения - ничего, что вы не могли бы сделать с Array..

Вам не хватает самого важного момента: NArray не только расширен для числовой обработки, он также ограничен. Особенно

• NArray элементы могут быть только целыми числами или числами с фиксированным размером
• NArrayСами также имеют фиксированный размер, они не могут уменьшаться или расти

Реализация NArray может использовать эти ограничения для обеспечения превосходной производительности.

Answer 3

Для создания массива большого типа NArray может быть быстрее, хотя для создания небольшого массива (например, для временных промежуточных объектов) Ruby Array, кажется, быстрее, быстрее.

Код теста:

require 'benchmark'

n1 = 1000000
n2 = 10000
Benchmark.bm do |x|
  x.report("NArray short float length 5:") { n1.times { NArray.sfloat(5) } }
  x.report("NArray long float length 5 :") { n1.times { NArray.float(5) } }
  x.report("NArray short int length 5  :") { n1.times { NArray.sint(5) } }
  x.report("NArray long int length 5   :") { n1.times { NArray.int(5) } }
  x.report("NArray object length 5     :") { n1.times { NArray.object(5) } }
  x.report("Ruby Array length 5        :") { n1.times { Array.new(5) } }  

  x.report("NArray short float length 10000:") { n2.times { NArray.sfloat(10000) } }
  x.report("NArray long float length 10000 :") { n2.times { NArray.float(10000) } }
  x.report("NArray short int length 10000  :") { n2.times { NArray.sint(10000) } }
  x.report("NArray long int length 10000   :") { n2.times { NArray.int(10000) } }
  x.report("NArray object length 10000     :") { n2.times { NArray.object(10000) } }
  x.report("Ruby Array length 10000        :") { n2.times { Array.new(10000) } }
end

Результаты:

                              user       system     total     real
NArray short float length 5:  0.740000   0.020000   0.760000 (  0.756466)
NArray long float length 5 :  0.770000   0.020000   0.790000 (  0.791446)
NArray short int length 5  :  0.750000   0.020000   0.770000 (  0.772591)
NArray long int length 5   :  0.760000   0.020000   0.780000 (  0.777375)
NArray object length 5     :  0.780000   0.020000   0.800000 (  0.801149)
Ruby Array length 5        :  0.450000   0.010000   0.460000 (  0.461501)    <====
NArray short float length 10000:  0.230000   0.050000   0.280000 (  0.281369)
NArray long float length 10000 :  0.430000   0.000000   0.430000 (  0.428917)
NArray short int length 10000  :  0.110000   0.010000   0.120000 (  0.113683)
NArray long int length 10000   :  0.230000   0.040000   0.270000 (  0.275942)
NArray object length 10000     :  0.460000   0.110000   0.570000 (  0.570558)
Ruby Array length 10000        :  0.440000   0.040000   0.480000 (  0.476690)