如何让 Racket 运行得(几乎)像 C 一样快

主要观点:介绍了使用一阶函数制作 BF 解释器,通过预计算代码实现环境线程化以提升解释器性能,解决 BF 中互递归的棘手问题,并对比了基本解释器和线程化解释器的运行时间,展示了 Racket 在编写解释器和编译器方面的优势。
关键信息

  • 基本解释器通过递归遍历 AST 评估节点,效率较低。
  • 环境线程化可通过预计算代码绕过match语句,利用 Racket 的尾调用优化提升性能。
  • BF 中的循环存在互递归问题,需构建loop-startloop-end函数相互引用。
  • 线程化后的解释器在运行 Mandelbrot 集程序时速度提升明显,可达 2 倍,经过优化后可更快。
    重要细节
  • 基本解释器代码结构简单,有基本的程序表示和interpret函数递归评估程序。
  • 环境线程化的compile函数返回(λ (env) …)形式的函数,通过调用compile处理子表达式获取值。
  • BF 程序中[]被预处理为jmp-forwardjmp-backward结构,方便处理循环。
  • 在 M1 Pro MacBook Pro 上,基本解释器运行 Mandelbrot 集程序需 43.25 秒,线程化解释器只需 17.62 秒,优化后可进一步提升至 9.94 秒,而编译为机器码后只需 0.5 秒。
  • Racket 虽在速度上不及最佳 C 代码,但易于调试和编写,对于很多应用来说足够快。
阅读 8
0 条评论