HaskellのaccumArray

Matlabのaccumarrayを良く使っていたので，Haskellにもあるかと思って探してみた．
以下はそのメモ．

Data.Arrayの中にaccumArrayがある
accumArray :: (e->a->e) -> e -> (i,i) -> [(i,a)] -> Array i e
引数1. (e->a->e) は a型 の値をどうやって e型 に蓄積していくかを決める関数
引数2. e は e型の値であり，蓄積の初期値
引数3. (i,i)はインデックスの範囲を決めるタプル
引数4. [(i,a)]は蓄積の対象になるデータ
引数5. Array i e は戻り値．[(i,e)]

ここでの目的からでは1の(e->a->e)は(+)で良い．[(i,a)]のiがインデックスで
ヒストグラムのi番目のビンを表すなら，(i,a)の存在はi番目のビンに相当する
Array i e の i番目のeをe+1という操作で蓄積したいため，aは常に1となるよう
に[(i,a)]を生成すればよい．また，この場合の蓄積の初期値は0で良いので，eは
0を渡しておけばよい．(i,i)はインデックスの範囲を決めるタプルなので，1から
10までのインデックスがあるなら(1,10)となる．すなわち(smallest-index,
largest-index)である．
例）Prelude Data.Array> accumArray (+) 0 (1,7) [(1,1),(3,1),(5,1),(7,1)]
       array (1,7) [(1,1),(2,0),(3,1),(4,0),(5,1),(6,0),(7,1)]

inRange :: Ix a => (a,a) -> a -> Bool も同様にData.Arrayの関数
引数1. (a,a)は範囲を表すタプル．(smallest-value, largest-value)だが，
          valueはIntやCharである必要がある．（Ix型．詳細は:i Ixで）
引数2. a は範囲内に存在するかどうかテストする値を表す
引数3. a が (a,a)内にあればTrueを返し，なければFalseを返す
例）Prelude Data.Array> inRange (1,5) 3
       True
    Prelude Data.Array> inRange (1,5) 7
       False
    Prelude Data.Array> inRange ((1,5),(10,12)) (7,8)
       True

Data.ArrayのArray型はNumeric.LinearAlgebraのfromArray2D
などの関数でMatrix型に変換できる

Haskellで楽に並列処理

Haskellはどうやら計算の並列化に向いるらしい．Matlabのparfor並に楽に並列化できるなら，趣味だけじゃなくて研究でもHaskellで楽しくプログラミングできるかもしれないのでちょっと調べてみた．

そしたらまさにそれらしき情報を発見（http://yunomu.hatenablog.jp/entry/2012/05/12/060238）したので，早速試してみる．

monad-parallelというパッケージを使うらしいのでまずはインストール．cabalを使えば楽勝．

$ cabal update
$ cabal list monad-parallel
　* monad-parallel
    Synopsis: Parallel execution of monadic computations
    Default available version: 0.7.1.1
    Installed versions: [ Not installed ]
    Homepage: http://trac.haskell.org/SCC/wiki/monad-parallel
    License:  GPL

$ cabal install monad-parallel

おわり．Windows（Cygwin）でもUbuntuでも特に問題なし．

使える関数はここを参照→
http://hackage.haskell.org/packages/archive/monad-parallel/0.5.1/doc/html/Control-Monad-Parallel.html

じゃあ次はテストをしてみる．
fibTest.hsという名前で以下を保存．


---------- ここから ----------
fib 0 = 1
fib 1 = 1
fib n = fib (n-2) + fib (n-1)

test n = print $ fib n

main = sequence [(test 40), (test 40), (test 40)]
---------- ここまで ----------


要は適当なフィボナッチ数を計算して表示するって計算を3回やるプログラム．
以下で時間を計ってみる．
$ ghc --make fibTest.hs -O
$ time ./fibTest

次にfibTestPar.hsという名前で以下を保存

---------- ここから ----------
import qualified Control.Monad.Parallel as P
fib 0 = 1
fib 1 = 1
fib n = fib (n-2) + fib (n-1)

test n = print $ fib n

main = P.sequence [(test 40), (test 40), (test 40)]
---------- ここまで ----------


コンパイル時および実行時にオプションが必要なので気を付ける．
$ ghc -threaded --make figTestPar.hs -O
$ time ./fibTestPar +RTS -N

パフォーマンスモニターで見れば並列計算が行われて時間が短くなったのが分かる．
実行時の　+RTS -N　オプションはOSが適当に使うコア数を決めるというオプション．
「2つのコアしか使いたくない」とかがあるなら +RTS -N2 でOK．
（よくわかんないけど，+RTS .... -RTS　の間に並列計算のオプションを挟むってことか？）

他にもいろいろオプションがあるみたいだけど，それは必要になったときに調べます．