タイトルのとおりです。
Rubyで連番の配列を作る最も効率のよい方法はどれでしょうか?
[*1..100]
Array.new(100){|i| i} # 0 … 99
(1..100).to_a
パッと思いつくのは上のような感じですが、ほかにもっと良い方法とかありますでしょうか。
配列が大きくなってきた時のパフォーマンスの違いはどうでしょう?
自分でベンチマークとればいいのかも知れませんが、やっぱり質問すると知見が集まることが多いのでみなさまよろしくおねがいします。
考えられる限りの0からnまで(含まないパターンと含むパターン)の配列を作るメソッドを用意し、ベンチマークを取る(公平にするために要素数が同じとし、含むパターンは初めから-1した数を渡すようにする)ようにしてみました。
integer_sequence.rb
# frozen_string_literal: true
module IntegerSequence
module_function
# from 0 to n exclude n
def arr_new_itself(n)
Array.new(n, &:itself)
end
def arr_new_block(n)
Array.new(n) { |i| i }
end
def rng_l_ho_to_a(n)
(0...n).to_a
end
def arr_l_exp_rng_l_ho(n)
[*0...n]
end
def arr_m_rng_l_ho(n)
Array(0...n)
end
def rng_new_ho_to_a(n)
Range.new(0, n, true).to_a
end
def arr_l_exp_rng_new_ho(n)
[*Range.new(0, n, true)]
end
def arr_m_rng_new_ho(n)
Array(Range.new(0, n, true))
end
def times_to_a(n)
n.times.to_a
end
def rng_l_inf_take(n)
(0..).take(n)
end
def rng_l_inf_ho_take(n)
(0...).take(n)
end
# from 0 to m include m
def rng_l_to_a(m)
(0..m).to_a
end
def arr_l_exp_rng_lit(m)
[*0..m]
end
def arr_m_rng_lit(m)
Array(0..m)
end
def rng_new_to_a(m)
Range.new(0, m).to_a
end
def arr_l_exp_rng_new(m)
[*Range.new(0, m)]
end
def arr_m_rng_new(m)
Array(Range.new(0, m))
end
def upto_to_a(m)
0.upto(m).to_a
end
def step_to_a(m)
0.step(m).to_a
end
end
if $0 == __FILE__
require 'minitest/autorun'
include IntegerSequence
describe IntegerSequence do
before do
@n = 100
@m = @n - 1
@a = (0...@n).to_a
end
it 'arr_new_itself' do
_(arr_new_itself(@n)).must_equal @a
end
it 'arr_new_block' do
_(arr_new_block(@n)).must_equal @a
end
it 'rng_l_ho_to_a' do
_(rng_l_ho_to_a(@n)).must_equal @a
end
it 'arr_l_exp_rng_l_ho' do
_(arr_l_exp_rng_l_ho(@n)).must_equal @a
end
it 'arr_m_rng_l_ho' do
_(arr_m_rng_l_ho(@n)).must_equal @a
end
it 'rng_new_ho_to_a' do
_(rng_new_ho_to_a(@n)).must_equal @a
end
it 'arr_l_exp_rng_new_ho' do
_(arr_l_exp_rng_new_ho(@n)).must_equal @a
end
it 'arr_m_rng_new_ho' do
_(arr_m_rng_new_ho(@n)).must_equal @a
end
it 'times_to_a' do
_(times_to_a(@n)).must_equal @a
end
it 'rng_l_inf_take' do
_(rng_l_inf_take(@n)).must_equal @a
end
it 'rng_l_inf_ho_take' do
_(rng_l_inf_ho_take(@n)).must_equal @a
end
it 'rng_l_to_a' do
_(rng_l_to_a(@m)).must_equal @a
end
it 'arr_l_exp_rng_lit' do
_(arr_l_exp_rng_lit(@m)).must_equal @a
end
it 'arr_m_rng_lit' do
_(arr_m_rng_lit(@m)).must_equal @a
end
it 'rng_new_to_a' do
_(rng_new_to_a(@m)).must_equal @a
end
it 'arr_l_exp_rng_new' do
_(arr_l_exp_rng_new(@m)).must_equal @a
end
it 'arr_m_rng_new' do
_(arr_m_rng_new(@m)).must_equal @a
end
it 'upto_to_a' do
_(upto_to_a(@m)).must_equal @a
end
it 'step_to_a' do
_(step_to_a(@m)).must_equal @a
end
end
end
bm_make_arr.rb
# frozen_string_literal: true
require 'benchmark/ips'
require_relative 'integer_sequence'
include IntegerSequence
# make arr from 1 to `n` (without `n`)
def bench_make_arr(n)
m = n - 1
Benchmark.ips do |x|
# n
x.report('arr_new_itself') { arr_new_itself(n) }
x.report('arr_new_block') { arr_new_block(n) }
x.report('rng_l_ho_to_a') { rng_l_ho_to_a(n) }
x.report('arr_l_exp_rng_l_ho') { arr_l_exp_rng_l_ho(n) }
x.report('arr_m_rng_l_ho') { arr_m_rng_l_ho(n) }
x.report('rng_new_ho_to_a') { rng_new_ho_to_a(n) }
x.report('arr_l_exp_rng_new_ho') { arr_l_exp_rng_new_ho(n) }
x.report('arr_m_rng_new_ho') { arr_m_rng_new_ho(n) }
x.report('times_to_a') { times_to_a(n) }
x.report('rng_l_inf_take') { rng_l_inf_take(n) }
x.report('rng_l_inf_ho_take') { rng_l_inf_ho_take(n) }
# m
x.report('rng_l_to_a') { rng_l_to_a(m) }
x.report('arr_l_exp_rng_lit') { arr_l_exp_rng_lit(m) }
x.report('arr_m_rng_lit') { arr_m_rng_lit(m) }
x.report('rng_new_to_a') { rng_new_to_a(m) }
x.report('arr_l_exp_rng_new') { arr_l_exp_rng_new(m) }
x.report('arr_m_rng_new') { arr_m_rng_new(m) }
x.report('upto_to_a') { upto_to_a(m) }
x.report('step_to_a') { step_to_a(m) }
x.compare!
end
end
if $0 == __FILE__
n = ARGV[0].to_i
n = 100 if n.zero?
puts "Ruby description: #{RUBY_DESCRIPTION}"
puts "size: #{n}"
bench_make_arr(n)
end
gem install benchmark-ips
をしておいた上で、二つを同じディレクトリに置いてruby bm_make_arry.rb
でベンチマークが取ることができます。引数でnを指定できます(デフォルトは100)。なお、2.6から使用できる0..
と0...
いうリテラルを使用しているため、2.6以上必須です。2.5以下で行う場合はコメントアウトするなり個別に対応しておいてください。
手元のUbuntu(WSL上)で2.6.5と2.7.0-preview3のJIT有り/無しでn=100で試したところ、(0..).take(n)
と(0...).take(n)
が同速一位で、次点はn.times.to_a
を初めとしたto_a
系が並ぶという結果でした。JITの有無はあまり影響がありませんでした。step
やArray.new
はかなり遅かったです。数を増やしたりしたら、また違う結果が出るかも知れませんが、あとは自分で試して見てください。
恐ろしいことに、ここでRubyの質問をすると、ruby-jpというslackに転送される仕組みになっていたのです。
そこでRubyのコミッターの@n0kadaさんからベンチマークと回答頂きました。ips=instruction/secondsなので数値が大きいほうが速いとのことです。to_aの方がちょっと速いということになりそうです。
$ ruby -rbenchmark/ips -e 'Benchmark.ips{|x|x.report("splat") {[*1..100]}; x.report("to_a") {(1..100).to_a}}'
Warming up --------------------------------------
splat 44.105k i/100ms
to_a 47.079k i/100ms
Calculating -------------------------------------
splat 493.775k (± 0.7%) i/s - 2.470M in 5.002272s
to_a 518.966k (± 1.2%) i/s - 2.636M in 5.080851s
私も大きい配列でやってみました。
$ ruby -rbenchmark/ips -e 'Benchmark.ips{|x|x.report("splat") {[*1..1000000000]}; x.report("to_a") {(1..1000000000).to_a}}'
Warming up --------------------------------------
splat 1.000 i/100ms
to_a 1.000 i/100ms
Calculating -------------------------------------
splat 0.035 (± 0.0%) i/s - 1.000 in 28.416589s
to_a 0.041 (± 0.0%) i/s - 1.000 in 24.492379s