生成具有恒定堆栈空间的随机向量

Posted 2023-03-06

【中文标题】生成具有恒定堆栈空间的随机向量

【英文标题】：Generating random vectors with constant stack space

【发布时间】：2013-11-13 05:59:07

【问题描述】：

我正在使用 Don Stewart 的 System.Random.Mersenne.Pure64 和 Control.Monad.Mersenne.Random 包，它们通常非常快，并且是 supposed to help avoid common errors，就像使用非严格的状态单子一样。

尽管如此，我还是设法编写了一些代码，导致中等大向量的堆栈溢出。

import qualified Data.Vector.Unboxed as U
import Data.Int
import System.Random.Mersenne.Pure64
import Control.Monad.Mersenne.Random

main = do
    let dim = 1000000
        y = evalRandom (U.replicateM dim getInt64) (pureMT 13) :: U.Vector Int64
    putStr $ (show $ U.head y)

我猜这一定是由于 Vector 的 replicateM 实现的懒惰，虽然很难看到，因为它是使用 streams 实现的。

如何编写使用常量堆栈空间对大向量进行采样的代码？

【问题讨论】：

另外，我预计U.head 和U.tail 之一会在没有堆栈溢出的情况下打印，但事实并非如此。即使使用（希望）惰性盒装向量，这种行为仍然存在，这对我来说更出乎意料。

【参考方案1】：

monad-mersenne-random 没有立即明显的错误（没有查看核心一 iota），但值得注意的是，使用 state monad 时一切正常：

import Control.Monad.State

...

        y      = evalState (U.replicateM dim (state $ \s -> randomInt64 s)) (pureMT 13) :: U.Vector Int64

结果：

$ ghc --version
The Glorious Glasgow Haskell Compilation System, version 7.6.3
$ ghc so.hs -fforce-recomp
[1 of 2] Compiling Control.Monad.Mersenne.Random ( Control/Monad/Mersenne/Random.hs, Control/Monad/Mersenne/Random.o )
[2 of 2] Compiling Main             ( so.hs, so.o )
Linking so ...
$ ./so
-7188968464842378225

编辑：

查看两个 monad 定义（StateT 和 Rand），似乎唯一真正的区别在于元组的严格性。所以我尝试使用Control.Monad.State.Strict 和啊哈！堆栈溢出返回。所以我猜想埋在 Vector 的replicateM 代码中的代码类似于base 的replicateM 中使用的foldr。这可以解释为什么您不希望序列严格。

【讨论】：

真的不值得“一无所有”，还是只值得“注意”？

好吧，如果你必须使用Rand monad，我想这毫无价值，但我的意思是“注意”。 ;-)