Программирование на языке Ruby

Нам нужны объективные измерения. Профилировщик нужен.

В комплект поставки Ruby входит профилировщик profile. Для его вызова достаточно включить библиотеку:

 ruby -rprofile myprog.rb

Рассмотрим листинг 16.6. Эта программа открывает файл /usr/share/dict/words и ищет в нем анаграммы. Затем смотрит, у каких слов оказалось больше всего анаграмм, и распечатывает их.

Листинг 16.6. Поиск анаграмм в словаре

 words = File.readlines("/usr/share/dict/words")
 words.map! {|x| x.chomp }

 hash = {}
 words.each do |word|
  key = word.split("").sort.join
  hash[key] ||= []
  hash [key] << word
 end

 sizes = hash.values.map {|v| v.size }
 most = sizes.max
 list = hash.find_all {|k,v| v.size == most }

puts "Ни у одного слова нет более #{most-1} анаграмм."
 list.each do |key,val|
  anagrams = val.sort
  first = anagrams.shift
  puts "Слово #{first} имеет #{most-1) анаграмм:"
  anagrams.each {|a| puts " #{a}" }
 end

 num = 0
 hash.keys.each do |key|
  n = hash[key].size
  num += n if n > 1
 end

 puts
 puts "Всего слов в словаре: #{words.size},"
 puts "из них имеют анаграммы: #{num}."

Наверняка вам интересно, какие получились результаты. Вот какие:

 Ни у одного слова нет более 14 анаграмм.
 Слово alerts имеет 14 анаграмм:
  alters
  artels
  estral
  laster
  lastre
  rastle
  ratels
  relast
  resalt
  salter
  slater
  staler
  stelar
  talers
 Всего слов в словаре: 483523,
 из них имеют анаграммы: 79537.

На моем компьютере этот файл содержит более 483000 слов, и программа работала чуть меньше 18 секунд. Как вы думаете, на что ушло это время? Попробуем выяснить. Профилировщик выдал более 100 строк, отсортированных в порядке убывания времени. Мы покажем только первые 20:

 % cumulative self self total
 time seconds seconds calls ms/call ms/call name
 42.78 190.93 190.93 15 12728.67 23647.33 Array#each
 10.78 239.04 48.11 1404333 0.03 0.04 Hash#[]
  7.04 270.48 31.44 2 15720.00 25575.00 Hash#each
  5.66 295.73 25.25 483523 0.05 0.05 String#split
  5.55 320.51 24.78 1311730 0.02 0.02 Array#size
  3.64 336.76 16.25 1 16250.00 25710.00 Array#map
  3.24 351.23 14.47 483524 0.03 0.03 Array#sort
  3.12 365.14 13.91 437243 0.03 0.03 Fixnum#==
  3.04 378.72 13.58 483526 0.03 0.03 Array#join
  2.97 391.98 13.26 437244 0.03 0.03 Hash#default
  2.59 403.53 11.55 437626 0.03 0.03 Hash#[]=
  2.43 414.38 10.85 483568 0.02 0.02 Array#<<
  2.29 424.59 10.21 1 10210.00 13430.00 Array#map!
  1.94 433.23 8.64 437242 0.02 0.02 Fixnum#<=>
  1.86 441.54 8.31 437244 0.02 0.02 Fixnum#>
  0.72 444.76 3.22 483524 0.01 0.01 String#chomp
  0.11 445.26 0.50 4 125.00 125.00 Hash#keys
  0.11 445.73 0.47 1 470.00 470.00 Hash#values
  0.06 446.00 0.27 1 270.00 270.00 IO#readlines
  0.05 446.22 0.22 33257 0.01 0.01 Fixnum#+

Видно, что больше всего времени программа тратит в методе Array#each. Это понятно: ведь цикл выполняется для каждого слова и на каждой итерации делает довольно много. Среднее значение в данном случае сбивает с толку, поскольку почти все время уходит на первый вызов each, а остальные 14 (см. anagrams.each) выполняются очень быстро.

Мы также видим, что Hash#[] — дорогая операция (главным образом потому что часто выполняется); на 1.4 миллиона вызовов было потрачено почти 11 секунд.

Обратите внимание, что метод readlines оказался чуть ли не в самом конце списка. Эта программа тратит время не на ввод/вывод, а на вычисления. На чтение всего файла ушло всего-то четверть секунды.

Но этот пример не показывает, в чем истинная ценность профилирования. В программе нет ни методов, ни классов. На практике вы, скорее всего, увидите свои методы среди системных. И тогда будете точно знать, какие из ваших методов находятся в числе первых 20 «пожирателей времени».

Надо ясно понимать, что профилировщик Ruby (видно, по иронии судьбы) работает медленно. Он подключается к программе во многих местах и следит за ее выполнением на низком уровне (причем сам написан на чистом Ruby). Так что не удивляйтесь, если ваша программа в ходе сеанса профилирования будет работать на несколько порядков медленнее. В нашем примере она работала 7 минут 40 секунд (460 секунд), то есть в 25 раз медленнее обычного.

Помимо профилировщика, есть еще один низкоуровневый инструмент — стандартная библиотека benchmark, которая тоже полезна для измерения производительности.