Lazy Evaluation em Scala

Presented at: TDC 2012, July/2012.

Transcript

1. LAZY EVALUATION
   EM SCALA
   

   View Slide

2. Pedro Matiello
   pmatiello@gmail.com
   @pmatiello
   LAZY EVALUATION
   EM SCALA
   

   View Slide

3. SCALA
   

   View Slide

4. •Tipagem estática
   •Programação orientada a objetos
   •Programação funcional
   

   View Slide

5. PROGRAMAÇÃO FUNCIONAL
   

   View Slide

6. •A operação fundamental é a aplicação de funções
   

   View Slide

7. •Um programa é uma função
   •Normalmente composta de outras funções
   •A entrada são os argumentos
   •A saída é o valor devolvido
   

   View Slide

8. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   f(x) = x²
   

   View Slide

9. •Transparência referencial (referential transparency)
   •A aplicação de uma função não produz efeitos
   colaterais
   

   View Slide

10. •Funções de ordem superior (higher-order functions)
    •Avaliação atrasada (lazy evaluation)
    

    View Slide

11. LAZY EVALUATION
    

    View Slide

12. •A avaliação da expressão é atrasada até que o
    valor seja necessário (non-strict evaluation)
    

    View Slide

13. •Avaliações repetidas são evitadas (sharing)
    

    View Slide

14. def condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }
    def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }
    def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }
    SHORT-CIRCUIT EVALUATION
    

    View Slide

15. def condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }
    def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }
    def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }
    scala> condicao1 && condicao1 && condicao2 && condicao3
    SHORT-CIRCUIT EVALUATION
    

    View Slide

16. def condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }
    def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }
    def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }
    scala> condicao1 && condicao1 && condicao2 && condicao3
    Avaliou condicao1
    Avaliou condicao1
    Avaliou condicao2
    res0: Boolean = false
    SHORT-CIRCUIT EVALUATION
    

    View Slide

17. def condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }
    def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }
    def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }
    scala> condicao1 && condicao1 && condicao2 && condicao3
    Avaliou condicao1
    Avaliou condicao1
    Avaliou condicao2
    res0: Boolean = false
    SHORT-CIRCUIT EVALUATION
    (não é lazy evaluation)
    

    View Slide

18. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) {
    if (condicao) {
    expressao
    loop(condicao)(expressao)
    }
    }
    CALL BY NAME
    

    View Slide

19. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) {
    if (condicao) {
    expressao
    loop(condicao)(expressao)
    }
    }
    CALL BY NAME
    

    View Slide

20. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) {
    if (condicao) {
    expressao
    loop(condicao)(expressao)
    }
    }
    var i = 0;
    loop(i < 5) { println(i); i=i+1 }
    CALL BY NAME
    

    View Slide

21. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) {
    if (condicao) {
    expressao
    loop(condicao)(expressao)
    }
    }
    var i = 0;
    loop(i < 5) { println(i); i=i+1 }
    0
    1
    2
    3
    4
    CALL BY NAME
    

    View Slide

22. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) {
    if (condicao) {
    expressao
    loop(condicao)(expressao)
    }
    }
    var i = 0;
    loop(i < 5) { println(i); i=i+1 }
    0
    1
    2
    3
    4
    CALL BY NAME
    (apenas non-strict evaluation)
    

    View Slide

23. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    LAZY VALS
    

    View Slide

24. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    LAZY VALS
    

    View Slide

25. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    scala> if (true) x else y
    LAZY VALS
    

    View Slide

26. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    scala> if (true) x else y
    avaliou x
    res0: java.lang.String = XXX
    LAZY VALS
    

    View Slide

27. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    scala> if (true) x else y
    avaliou x
    res0: java.lang.String = XXX
    scala> if (true) x else y
    LAZY VALS
    

    View Slide

28. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" }
    x: java.lang.String =
    scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" }
    y: java.lang.String =
    scala> if (true) x else y
    avaliou x
    res0: java.lang.String = XXX
    scala> if (true) x else y
    res1: java.lang.String = XXX
    LAZY VALS
    

    View Slide

29. scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    STREAMS
    

    View Slide

30. scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    STREAMS
    QDWXUDLVPDSB
    QDWXUDLV
    

    View Slide

31. 
    QDWXUDLV
    
    
    scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    STREAMS
    

    View Slide

32. 
    QDWXUDLV
    
    
    scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    STREAMS
    

    View Slide

33. 
    QDWXUDLV
    
    
    scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    STREAMS
    

    View Slide

34. scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    scala> naturais.take(20)
    STREAMS
    

    View Slide

35. scala> lazy val naturais:List[Int] =
    0 :: naturais.map(_+1)
    naturais: List[Int] =
    scala> naturais.take(20)
    java.lang.StackOverflowError
    ! at .naturais(:7)
    ! at .naturais(:7)
    ! ...
    STREAMS
    

    View Slide

36. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    STREAMS
    

    View Slide

37. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.take(20)
    STREAMS
    

    View Slide

38. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.take(20)
    res0: scala.collection.immutable.Stream[Int] =
    Stream(0, ?)
    STREAMS
    

    View Slide

39. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.take(20).toList
    res1: List[Int] = List(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
    10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19)
    STREAMS
    

    View Slide

40. CONTUDO, PORÉM, TODAVIA
    

    View Slide

41. •A Lazy Evaluation e a Eager Evaluation podem
    produzir resultados diferentes
    

    View Slide

42. 1 var y = 2
    2 val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    EAGER
    

    View Slide

43. 1 var y = 2
    2 val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=2
    EAGER
    

    View Slide

44. 1 var y = 2
    2 val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=2, x=2
    EAGER
    

    View Slide

45. 1 var y = 2
    2 val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=3, x=2
    EAGER
    

    View Slide

46. 1 var y = 2
    2 val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    x = 2
    y=3, x=2
    EAGER
    

    View Slide

47. 1 var y = 2
    2 lazy val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    LAZY
    

    View Slide

48. 1 var y = 2
    2 lazy val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=2
    LAZY
    

    View Slide

49. 1 var y = 2
    2 lazy val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=2, x=y
    LAZY
    

    View Slide

50. 1 var y = 2
    2 lazy val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    y=3, x=y
    LAZY
    

    View Slide

51. 1 var y = 2
    2 lazy val x = y
    3 y = 3
    4 println("x = " + x)
    x = 3
    y=3, x=3
    LAZY
    

    View Slide

52. •O sharing do resultado das expressões pode elevar
    o consumo de memória
    

    View Slide

53. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    SHARING
    

    View Slide

54. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.foreach{ x:Int => }
    SHARING
    

    View Slide

55. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.foreach{ x:Int => }
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:
    Java heap space
    SHARING
    

    View Slide

56. scala> lazy val naturais:Stream[Int] =
    0 #:: naturais.map(_+1)
    naturais: Stream[Int] =
    scala> naturais.foreach{ x:Int => }
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:
    Java heap space
    SHARING
    

    View Slide

57. •Erros podem aparecer em locais diferentes do
    código
    

    View Slide

58. 1 val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    EAGER
    

    View Slide

59. 1 val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    ! at Test$.main(Test.scala:1)
    ! at Test.main(Test.scala)
    EAGER
    

    View Slide

60. 1 val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    ! at Test$.main(Test.scala:1)
    ! at Test.main(Test.scala)
    EAGER
    

    View Slide

61. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    LAZY
    

    View Slide

62. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    LAZY
    

    View Slide

63. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    x + 3 =
    LAZY
    

    View Slide

64. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    x + 3 =
    Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    ! at Test$.main(Test.scala:1)
    ! at Test$.main(Test.scala:3)
    ! at Test.main(Test.scala)
    LAZY
    

    View Slide

65. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }
    2 println("x + 3 =")
    3 println(x+3)
    x + 3 =
    Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    ! at Test$.main(Test.scala:1)
    ! at Test$.main(Test.scala:3)
    ! at Test.main(Test.scala)
    LAZY
    

    View Slide

66. LAZY EVALUATION
    EM SCALA
    Pedro Matiello
    pmatiello@gmail.com
    @pmatiello
    

    View Slide