信号的密集打包树

Question

我收集实时信号，计算派生信号并存储原始和派生数据在循环缓冲区中，所以我只保存了最后一百万个样本。

有时我需要序列化所有信号的当前值。所以我需要类似的东西：

type D0 a = M.Map SignalType D1

data D1 a = D1 
    { foo :: M.Map DoorType a
    , bar :: D2 a
    , baz :: a
    }

data D2 = D2 
    {
        quux :: a
    ,   zoo :: a
    }

data MyData = D0 SignalBuffer 

data CurrentSignals = D0 SignalValue

SignalBuffer是SignalValue的序列。它可以是未装箱的浮点数组。 Haskell可以为我派生Functor实例，因此我可以使用fmap从每个SignalValue中获取最后一个SignalBuffer并将结构传递给Aeson进行序列化。

如何为SignalBuffer实现循环缓冲区API，以便在新的价格变动到来时可以将新值推送到所有缓冲区？我想节省内存，所以我想必须使用拆箱数组。使用可变的未装箱数组（STUArray？）是否有利，这样数组更新不会堆积在内存中？是否可以在此设置中使用可变数组？我准备将MyData和CurrentSignals更改为任何工作。

我知道如何实现循环缓冲区，问题是如何优雅地将更新应用于MyData。

我在想类似的东西

type UpdateFunc a = MyData -> SignalValue -> Modifier SignalBuffer

updateAllBuffers :: D0 UpdateFunc -> Modifier MyData

某些信号是其他信号的“卷积”（不是实际的卷积，而是类似的处理）。要更新信号的缓冲区，我需要访问其他信号的缓冲区-这就是UpdateFunc接受MyData和SignalValue并返回缓冲区修改函数的原因。

[updateAllBuffers然后“压缩” D0 UpdateFunc和MyData以获取新的MyData。

当然，我已经准备好使用适合我任务的Modifier-它可以是函数，一元数值等。

Answer 1

我不完全理解您要使用上面的代码做什么，但是您可以将IOVector中的Data.Vector.Unboxed.Mutable用于高性能数组来制作循环缓冲区：

{-# LANGUAGE GADTs #-}

import Data.IORef (IORef, newIORef, readIORef, writeIORef)
import Data.Vector.Unboxed.Mutable (IOVector, Unbox)
import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as V

data CircularBuffer a where
  CircularBuffer :: Unbox a =>
    { start :: IORef Int -- index for getting an element
    , end   :: IORef Int -- index for putting an element
    , array :: IOVector a
    } -> CircularBuffer a 

newCircularBuffer :: (Unbox a) => Int -> IO (CircularBuffer a)
newCircularBuffer size = CircularBuffer <$> newIORef 0 <*> newIORef 0 <*> V.new size 

putCircularBuffer :: Unbox a => a -> CircularBuffer a -> IO ()
putCircularBuffer newEndValue (CircularBuffer _start end array) = do
  endIndex <- readIORef end
  V.write array endIndex newEndValue
  writeIORef end $! (endIndex + 1) `mod` V.length array

getCircularBuffer :: Unbox a => CircularBuffer a -> IO a
getCircularBuffer (CircularBuffer start _end array) = do
  startIndex <- readIORef start
  startValue <- V.read array startIndex
  writeIORef start $! (startIndex + 1) `mod` V.length array
  pure startValue

然后，您可以制作类似函数的映射（虽然它是IO），但将函数应用于CircularBuffer数组中的每个项目。