Effective Scala

本文积累一些高效的scala写法。

Ordering

toSeq is not good idea because driver needs to put this in memory

.sortWith(_._2 >_._2) // short for [ (x, y) => x > y ]
// need 2x as much memory？
k.sortBy(x => (x._3, x._2, x._1))

但是通过函数传递ordering的方式比较慢，直接Ordering.by创建内置的Ordering，或者按照下面的自定义写法更好。

implicit def t3Ordering(implicit intOrdering: Ordering[Int]) = new Ordering[Tuple3[Int, Int, Int]] {
    def compare(x: (Int, Int, Int), y: (Int, Int, Int)): Int = {
        val compare3 = intOrdering.compare(x._3, y._3)
        if (compare3 != 0) return compare3
        val compare2 = intOrdering.compare(x._2, y._2)
        if (compare2 != 0) return compare2
        val compare1 = intOrdering.compare(x._1, y._1)
        if (compare1 != 0) return compare1
        0
    }
}

// 更标准的方式
implicit def t3Ordering[T1, T2, T3](implicit ord1: Ordering[T1], ord2: Ordering[T2], ord3: Ordering[T3]) = new Ordering[Tuple3[T1, T2, T3]] {
  def compare(x: (T1, T2, T3), y: (T1, T2, T3)): Int = {
      val compare3 = ord3.compare(x._3, y._3)
      if (compare3 != 0) return compare3
      val compare2 = ord2.compare(x._2, y._2)
      if (compare2 != 0) return compare2
      val compare1 = ord1.compare(x._1, y._1)
      if (compare1 != 0) return compare1
      0
  }
}

参考：https://stackoverflow.com/questions/41918826/how-to-order-my-tuple-of-spark-results-descending-order-using-value
参考： https://stackoverflow.com/questions/27659589/how-to-order-a-list-of-tuples-of-integers-in-scala

TopN堆排

// 方法1，静态数据
def firstK[A](xs: Seq[A], k: Int)(implicit ord: Ordering[A]) = {
val q = new scala.collection.mutable.PriorityQueue[A]()(ord.reverse)
// 初始化PriorityQueue
val (before, after) = xs.splitAt(k)
q ++= before
 
after.foreach(x => q += ord.max(x, q.dequeue))
q.dequeueAll
}

// 方法1，流数据
def firstK[A](iter: Iterator[A], k: Int)(implicit ord: Ordering[A]) = {
val q = new scala.collection.mutable.PriorityQueue[A]()(ord.reverse)
// 初始化PriorityQueue
var i = k
var flag = true
while (flag && iter.hasNext){
 q.enqueue(iter.next())
 i -=1
 if(i == 0){
   flag = false
 }
}

iter.foreach(x => q += ord.max(x, q.dequeue))
q.dequeueAll
}

// 方法2
java.util.Arrays.sort(a)
val resOfSort = a.takeRight(k).toList

// 方法3，最方便，但效率最低。
arr.sortWith(_>_).take(k) // 另外，sorted比sortWith或sortBy更快，后两个是用lambda来指示比较对象，然后才寻找隐式的，而sorted则直接用隐式或直接传入规则。

测试环境基于 MBP 17 i5 下的 IDEA

方法(Top1000)	静态数据（array）	流数据（iterator）
Method1	1亿数据11s，1千万1s	1亿11s，1千万1秒
Method2	1亿数据10s，1千万1s	1千万3秒
Method3	1亿不接受，1千万7s	1千万12秒

方法1受到Top大小影响，当数组1亿数据，k=1：2s，k=10：5s，当k=1000以上，就不及方法2了。iter方面相似。iter方面相似。这主要是因为入队过程也是要消耗时间的，如果队列一开始就已经装好了数据，那么速度还能提升。假设n为数据总量，理论上，优先队列取Topk的时间复杂度为nlogk，而k越小，效果越接近下面提到的selection algorithm，其时间复杂度为n。但是堆排的nlogn比快排的nlogn慢上不少，所以在使用dequeAll时，相当于取Topn，其效果远差于toArray后使用QuickSort。

对于静态数据，selection algorithm可能是更好的选择，但没有现成的代码，需要自己码。有兴趣可参考leetcode215数组中的第K个最大元素。

对于流数据，方法2和3都需要把数据源进行转化，一定程度上降低了效率，而且必须把数据全部加载到内存。

方法1参考自 https://stackoverflow.com/questions/7792189/scala-what-is-the-most-appropriate-data-structure-for-sorted-subsets/7792837#7792837

Cut

截取数组时用take，不用slide

Traversal and zipWithIndex

遍历使用while而不要用for、map、foreach等，因为virtual function calls and boxing。

val arr = // array of ints
val newArr = list.zipWithIndex.map { case (elem, i) =>
  if (i % 2 == 0) 0 else elem
}

// This is a high performance version of the above
val newArr = new Array[Int](arr.length)
var i = 0
val len = newArr.length
while (i < len) {
  newArr(i) = if (i % 2 == 0) 0 else arr(i)
  i += 1
}

Option and null

如果效率非常重要，用null比option好。最好加上标记。

class Foo {
  @javax.annotation.Nullable
  private[this] var nullableField: Bar = _
}

Scala Collection Library

如果效率非常重要，通常Java的集合比Scala快。

private[this]

如果效率非常重要，可以考虑private[this]

class MyClass {
  private val field1 = ...
  private[this] val field2 = ...

  def perfSensitiveMethod(): Unit = {
    var i = 0
    while (i < 1000000) {
      field1  // This might invoke a virtual method call
      field2  // This is just a field access
      i += 1
    }
  }
}

参考：https://github.com/databricks/scala-style-guide#java-type-alias