Lazy Evaluation em Scala

Presented at: TDC 2012, July/2012.

Transcript

1. LAZY EVALUATION EM SCALA
2. Pedro Matiello pmatiello@gmail.com @pmatiello LAZY EVALUATION EM SCALA
3. SCALA
4. •Tipagem estática •Programação orientada a objetos •Programação funcional
5. PROGRAMAÇÃO FUNCIONAL
6. •A operação fundamental é a aplicação de funções
7. •Um programa é uma função •Normalmente composta de outras funções •A entrada são os argumentos •A saída é o valor devolvido
8.             f(x) = x²
9. •Transparência referencial (referential transparency) •A aplicação de uma função não produz efeitos colaterais
10. •Funções de ordem superior (higher-order functions) •Avaliação atrasada (lazy evaluation)
11. LAZY EVALUATION
12. •A avaliação da expressão é atrasada até que o valor seja necessário (non-strict evaluation)
13. •Avaliações repetidas são evitadas (sharing)
14. def condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true } def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false } def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true } SHORT-CIRCUIT EVALUATION
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
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
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)
18. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) { if (condicao) { expressao loop(condicao)(expressao) } } CALL BY NAME
19. def loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) { if (condicao) { expressao loop(condicao)(expressao) } } CALL BY NAME
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
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
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)
23. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> LAZY VALS
24. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> LAZY VALS
25. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> scala> if (true) x else y LAZY VALS
26. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> scala> if (true) x else y avaliou x res0: java.lang.String = XXX LAZY VALS
27. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> scala> if (true) x else y avaliou x res0: java.lang.String = XXX scala> if (true) x else y LAZY VALS
28. scala> lazy val x = { println("avaliou x"); "XXX" } x: java.lang.String = <lazy> scala> lazy val y = { println("avaliou y"); "YYY" } y: java.lang.String = <lazy> 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
29. scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> STREAMS
30. scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> STREAMS  QDWXUDLVPDS B QDWXUDLV
31.  QDWXUDLV   scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> STREAMS
32.  QDWXUDLV    scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> STREAMS
33.  QDWXUDLV     scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> STREAMS
34. scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> scala> naturais.take(20) STREAMS
35. scala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1) naturais: List[Int] = <lazy> scala> naturais.take(20) java.lang.StackOverflowError ! at .naturais(<console>:7) ! at .naturais(<console>:7) ! ... STREAMS
36. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> STREAMS
37. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> scala> naturais.take(20) STREAMS
38. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> scala> naturais.take(20) res0: scala.collection.immutable.Stream[Int] = Stream(0, ?) STREAMS
39. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> 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
40. CONTUDO, PORÉM, TODAVIA
41. •A Lazy Evaluation e a Eager Evaluation podem produzir resultados diferentes
42. 1 var y = 2 2 val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) EAGER
43. 1 var y = 2 2 val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=2 EAGER
44. 1 var y = 2 2 val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=2, x=2 EAGER
45. 1 var y = 2 2 val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=3, x=2 EAGER
46. 1 var y = 2 2 val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) x = 2 y=3, x=2 EAGER
47. 1 var y = 2 2 lazy val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) LAZY
48. 1 var y = 2 2 lazy val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=2 LAZY
49. 1 var y = 2 2 lazy val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=2, x=y LAZY
50. 1 var y = 2 2 lazy val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) y=3, x=y LAZY
51. 1 var y = 2 2 lazy val x = y 3 y = 3 4 println("x = " + x) x = 3 y=3, x=3 LAZY
52. •O sharing do resultado das expressões pode elevar o consumo de memória
53. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> SHARING
54. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> scala> naturais.foreach{ x:Int => } SHARING
55. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> scala> naturais.foreach{ x:Int => } Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space SHARING
56. scala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1) naturais: Stream[Int] = <lazy> scala> naturais.foreach{ x:Int => } Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space SHARING
57. •Erros podem aparecer em locais diferentes do código
58. 1 val x = { throw new RuntimeException; 5 } 2 println("x + 3 =") 3 println(x+3) EAGER
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$.main(Test.scala:1) ! at Test.main(Test.scala) EAGER
60. 1 val x = { throw new RuntimeException; 5 } 2 println("x + 3 =") 3 println(x+3) Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException ! at Test$.main(Test.scala:1) ! at Test.main(Test.scala) EAGER
61. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 } 2 println("x + 3 =") 3 println(x+3) LAZY
62. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 } 2 println("x + 3 =") 3 println(x+3) LAZY
63. 1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 } 2 println("x + 3 =") 3 println(x+3) x + 3 = LAZY
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
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
66. LAZY EVALUATION EM SCALA Pedro Matiello pmatiello@gmail.com @pmatiello