Lazy Evaluation em Scala

LAZY EVALUATION EM SCALA

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

• Tipagem estática• Programação orientada a objetos• Programação funcional

PROGRAMAÇÃO FUNCIONAL

•A operação fundamental é a aplicação de funções

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

f(x) = x²

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

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

LAZY EVALUATION

•Aavaliação da expressão é atrasada até que ovalor seja necessário (non-strict evaluation)

• Avaliações repetidas são evitadas (sharing)

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

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

SHORT-CIRCUIT EVALUATIONdef condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }scala> condicao1 && condicao1 && condicao2 && condicao3Avaliou condicao1Avaliou condicao1Avaliou condicao2res0: Boolean = false

SHORT-CIRCUIT EVALUATIONdef condicao1 = { println("Avaliou condicao1"); true }def condicao2 = { println("Avaliou condicao2"); false }def condicao3 = { println("Avaliou condicao3"); true }scala> condicao1 && condicao1 && condicao2 && condicao3Avaliou condicao1Avaliou condicao1Avaliou condicao2res0: Boolean = false(não é lazy evaluation)

CALL BY NAMEdef loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) { if (condicao) { expressao loop(condicao)(expressao) }}

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

CALL BY NAMEdef loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) { if (condicao) { expressao loop(condicao)(expressao) }}var i = 0;loop(i < 5) { println(i); i=i+1 }01234

CALL BY NAMEdef loop(condicao: => Boolean)(expressao: => Unit) { if (condicao) { expressao loop(condicao)(expressao) }}var i = 0;loop(i < 5) { println(i); i=i+1 }012 (apenas non-strict evaluation)34

LAZY VALSscala> 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 VALSscala> 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 VALSscala> 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 yavaliou xres0: java.lang.String = XXX

LAZY VALSscala> 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 yavaliou xres0: java.lang.String = XXXscala> if (true) x else y

LAZY VALSscala> 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 yavaliou xres0: java.lang.String = XXXscala> if (true) x else yres1: java.lang.String = XXX

STREAMSscala> lazy val naturais:List[Int] = 0 :: naturais.map(_+1)naturais: List[Int] = <lazy>

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

STREAMSscala> 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)! ...

STREAMSscala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1)naturais: Stream[Int] = <lazy>

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

STREAMSscala> 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, ?)

STREAMSscala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1)naturais: Stream[Int] = <lazy>scala> naturais.take(20).toListres1: List[Int] = List(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19)

CONTUDO, PORÉM, TODAVIA

•ALazy Evaluation e a Eager Evaluation podemproduzir resultados diferentes

EAGER1 var y = 22 val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

EAGER y=21 var y = 22 val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

EAGER y=2, x=21 var y = 22 val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

EAGER y=3, x=21 var y = 22 val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

EAGER y=3, x=21 var y = 22 val x = y3 y = 34 println("x = " + x)x = 2

LAZY1 var y = 22 lazy val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

LAZY y=21 var y = 22 lazy val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

LAZY y=2, x=y1 var y = 22 lazy val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

LAZY y=3, x=y1 var y = 22 lazy val x = y3 y = 34 println("x = " + x)

LAZY y=3, x=31 var y = 22 lazy val x = y3 y = 34 println("x = " + x)x = 3

•O sharing do resultado das expressões pode elevaro consumo de memória

SHARINGscala> lazy val naturais:Stream[Int] = 0 #:: naturais.map(_+1)naturais: Stream[Int] = <lazy>

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

SHARINGscala> 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

• Errospodem aparecer em locais diferentes do código

EAGER1 val x = { throw new RuntimeException; 5 }2 println("x + 3 =")3 println(x+3)

EAGER1 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)

LAZY1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }2 println("x + 3 =")3 println(x+3)

LAZY1 lazy val x = { throw new RuntimeException; 5 }2 println("x + 3 =")3 println(x+3)x + 3 =

LAZY1 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 EVALUATION EM SCALA Pedro Matiello pmatiello@gmail.com @pmatiello

Lazy Evaluation em Scala

by pmatiello on Jul 07, 2012

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