R:Измерение времени выполнения выражений — различия между версиями
м (→Функция system.time()) |
м (→Функция system.time()) |
||
| Строка 46: | Строка 46: | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
| − | В этом примере с помощью функции {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}} мы повторили выражение {{Inline-code|system.time(mean(x)) | + | В этом примере с помощью функции {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}} мы повторили выражение {{Inline-code|system.time(mean(x))|lang=rsplus}} 10 раз, отфильтровав вывод функции {{Inline-code|system.time()|lang=rsplus}} так, чтобы нам выводилось только время выполнения команды, дописав {{Inline-code|[["elapsed"]]|lang=rsplus}}. Как мы видим, время выполнения при повторном выполнении выражения может отличаться. |
Базовый пакет позволяет реализовать процедуру многократного повторения выражения функции как минимум двумя способами. Первый - функция {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}}. Приведенное выше сопоставление времени выполнения двух выражений при использовании функции {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}} будет выглядеть следующим образом: | Базовый пакет позволяет реализовать процедуру многократного повторения выражения функции как минимум двумя способами. Первый - функция {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}}. Приведенное выше сопоставление времени выполнения двух выражений при использовании функции {{Inline-code|replicate()|lang=rsplus}} будет выглядеть следующим образом: | ||
Версия 19:24, 22 января 2014
 
|
Материал «R:Измерение времени выполнения выражений», созданный автором Артём Клевцов, публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. | |
|
Для измерения времени выполнения выражений используют следующие инструменты:
- Функция Шаблон:Inline-code из базового пакета;
- Cпециализированные функции (benchmarks, бенчмарки);
- Функция профилирования времени выполнения кода Шаблон:Inline-code.
Функция system.time()
Самый простой инструмент для измерения времени выполнения кода - функция Шаблон:Inline-code из пакета Шаблон:Inline-code. В качестве аргумента функция Шаблон:Inline-code принимает выражения и возвращает время выполнения данного выражения. Измерим время выполнения функции Шаблон:Inline-code, которая останавливает выполнение кода на заданный интервал времени (в секундах):
<syntaxhighlight lang="rsplus"> > system.time(Sys.sleep(1)) пользователь система прошло
0.003 0.004 1.000
</syntaxhighlight>
Как видим, на выполнение данной операции заняло ровно одну секунду.
Приведём ещё один пример. Сравним время вычисления встроенной в R функции (Шаблон:Inline-code) и среднего, вычисленного по формуле [math]\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_{i}[/math]. на сгенерированном массиве нормально распределенных значений:
<syntaxhighlight lang="rsplus"> > x <- rnorm(10^7L) > system.time(mean(x)) пользователь система прошло
0.020 0.000 0.022
> system.time(sum(x) / length(x)) пользователь система прошло
0.013 0.000 0.013
</syntaxhighlight>
Функция возвращает 3 значения:
- Шаблон:Inline-code - время CPU, которое занял пользователь;
- Шаблон:Inline-code - время CPU, которое заняла система;
- Шаблон:Inline-code - реальное время, которое заняло выполнение команды.
Соответственно, в выводе функции нас интересует значение Шаблон:Inline-code, который показывает время выполнения функции (выражения) в секундах. Как мы видим, внешне более сложное выражение Шаблон:Inline-code выполняется быстрее стандартной функции Шаблон:Inline-code.
К сожалению, подобный способ достаточно ненадежен, так как для оценки времени выполнения выражения функция Шаблон:Inline-code обращается к системным значениям времени. Следовательно, если во время выполнения кода параллельно производятся и другие операции на компьютере (а такое случается практически в ста процентах случаев), то возможно увеличение времени выполнения R-кода. Некоторую вариативность результатов можно увидеть, даже если выполнить функцию Шаблон:Inline-code несколько раз подряд. Подобной неточности оценки можно избежать путём многократного повторения выполняемых выражений и вычислением среднего времени, что позволит сгладить часть вариаций.
Проиллюстрируем вышесказанное на примере:
<syntaxhighlight lang="rsplus"> > replicate(10, system.time(mean(x))"elapsed")
[1] 0.023 0.021 0.021 0.021 0.022 0.021 0.022 0.021 0.021 0.021
</syntaxhighlight>
В этом примере с помощью функции Шаблон:Inline-code мы повторили выражение Шаблон:Inline-code 10 раз, отфильтровав вывод функции Шаблон:Inline-code так, чтобы нам выводилось только время выполнения команды, дописав Шаблон:Inline-code. Как мы видим, время выполнения при повторном выполнении выражения может отличаться.
Базовый пакет позволяет реализовать процедуру многократного повторения выражения функции как минимум двумя способами. Первый - функция Шаблон:Inline-code. Приведенное выше сопоставление времени выполнения двух выражений при использовании функции Шаблон:Inline-code будет выглядеть следующим образом:
<syntaxhighlight lang="rsplus"> > system.time(replicate(100, mean(x))) пользователь система прошло
2.166 0.000 2.162
> system.time(replicate(100, sum(x) / length(x))) пользователь система прошло
1.167 0.003 1.186
</syntaxhighlight>
Тот же самый эффект можно получить и с помощью обычного цикла Шаблон:Inline-code:
<syntaxhighlight lang="rsplus"> > system.time(for (i in seq_len(100)) mean(x)) пользователь система прошло
2.110 0.003 2.126
> system.time(for (i in seq_len(100)) sum(x) / length(x)) пользователь система прошло
1.070 0.000 1.085
</syntaxhighlight>
Вместо подобных решений можно использовать специальные пакеты, предназначенные для измерения производительности кода, в частности, пакеты Шаблон:Inline-code и Шаблон:Inline-code. Основной принцип работы этих пакетов заключается в многократном выполнении выражений и расчёта ряда интегральных показателей, в частности, суммы, среднего значения или медианы времени выполнения всех попыток.
