分支预测对Haskell程序有多大影响？

Question

我正在对最坏情况输入（反向排序列表）和随机输入的插入排序进行基准测试。

import Control.Monad
import Data.List
import System.Random
import Control.Exception
import Control.DeepSeq
import Criterion.Main

--- Sorting ---
insertionSort :: (Ord a) => [a] -> [a]
insertionSort [] = []
insertionSort (x:xs) = x `insert` (sort xs)

--- Generators ---
worstCaseGen :: Int -> [Int]
worstCaseGen n = [n, n-1..1]

bestCaseGen :: Int -> [Int]
bestCaseGen n = [1..n]

randomGen :: Int -> StdGen -> [Int]
randomGen n = take n . randoms

--- Testing ---
main = do
  gen <- newStdGen
  randomList <- evaluate $ force $ randomGen 10000 gen
  defaultMain [
    bgroup "Insertion Sort" [ bench "worst" $ nf insertionSort (worstCaseGen 10000)
                            , bench "best" $ nf insertionSort (bestCaseGen 10000)
                            , bench "gen" $ nf last randomList
                            , bench "random" $ nf insertionSort randomList
                            ]
    ]

虽然随机输入应该与最坏情况输入的幅度大致相同，但实际上基准测试表明它的速度大约慢20倍。我的猜测是分支预测开始，随机情况很难预测，因此变慢。这可能是真的吗？

如果它有帮助，这是我的.cabal：

executable BranchPrediction
  main-is:             Main.hs
  build-depends:       base >=4.12 && <4.13,
                       random,
                       criterion ==1.5.4.0,
                       deepseq ==1.4.4.0
  default-language:    Haskell2010

Answer 1

你在（假定为）递归的情况下调用了sort而不是insertionSort。这是一个运行优化的合并排序，它在O（n）时间内处理反向输入。所以你的“最坏情况”实际上是写入算法的最佳情况，而不是预期的。