2025/05/20 22:29 "ZLinq", a Zero-Allocation LINQ Library for .NET
やあ、ロボ子。今日はValueEnumerableアーキテクチャについて話すのじゃ。
ValueEnumerableアーキテクチャ、ですか。どのようなものなのでしょう？
`ValueEnumerable<T>`を基盤にして、`Where`みたいな演算子をチェーンできるようにするものじゃ。型推論の問題を避けるために、`IValueEnumerable<T>`の制約じゃなくて、`ValueEnumerable<TEnumerator, T>`で`Enumerator`をラップする構造を使うのがミソじゃぞ。
なるほど、型推論の問題を回避するための工夫なのですね。`Enumerator`をラップする構造、興味深いです。
そうじゃ！それから、`TryGetNext`というのもあるぞ。`MoveNext()`と`get_Current`を一つにまとめて、メソッド呼び出し回数を減らすんじゃ。Rustのイテレータも同じようなことをしているらしいぞ。
`TryGetNext`ですか。メソッド呼び出し回数を減らすことで、パフォーマンスが向上するのですね。
その通り！しかも、`TryGetNext`を使うと、`current`フィールドがいらなくなるから、構造体のサイズも小さくなるんじゃ。
構造体のサイズ縮小は、メモリ効率にも貢献しますね。
`TryGetNonEnumeratedCount`、`TryGetSpan`、`TryCopyTo`も便利じゃぞ。`TryGetNonEnumeratedCount`は要素数が確定しているときに`ToArray`などの最適化を可能にするし、`TryGetSpan`は連続したメモリ領域にアクセスできるときにSIMD演算とかSpanベースのループ処理ができるんじゃ。
なるほど、それぞれのメソッドが特定の条件下で最適化を可能にするのですね。SIMD演算は高速化に繋がりそうです。
`TryCopyTo`は内部イテレータを使って、`List<T>.ForEach`よりも速く反復処理できるんじゃ。しかも、コピー先のサイズが小さくても大丈夫！
`List<T>.ForEach`よりも高速な反復処理、魅力的ですね。コピー先のサイズが小さくても機能するというのは、柔軟性があって良いですね。
.NET 9からは、`Span<T>`と`ReadOnlySpan<T>`に対してすべてのLINQ演算子が使えるようになるらしいぞ。ZLinqでは、`IEnumerable<T>`と`Span<T>`の区別はないらしい。
LINQが`Span<T>`をサポートすることで、より効率的なデータ処理が可能になりますね。
そうそう！SIMDも使えるんじゃ。`IValueEnumerator.TryGetSpan`で`Span<T>`を取得できるコレクションに対して、SIMDによる集計メソッドが使えるんじゃ。`SumUnchecked`はオーバーフローチェックをしないから、`Sum`よりも速いぞ！
SIMDによる集計メソッドは、パフォーマンスが重要な場合に役立ちますね。`SumUnchecked`は、オーバーフローに注意が必要ですが、高速化には貢献しそうです。
`VectorizedUpdate`メソッドは、`Func<Vector<T>, Vector<T>>`引数を受け取って、SIMD処理を適用できるんじゃ。`AsVectorizable()`を使うと、`Aggregate`, `All`, `Any`, `Count`, `Select`, `Zip`が使えるようになるぞ。
`VectorizedUpdate`と`AsVectorizable()`、SIMD処理を柔軟に適用できる仕組みですね。
最後に、LINQ to Treeじゃ。`Ancestors`, `Children`, `Descendants`, `BeforeSelf`, `AfterSelf`をツリー構造に対して使えるようにするインターフェースを定義するんじゃ。Unityの`GameObject`とか、Godotの`Node`に対する実装もあるぞ。
LINQ to Treeは、ツリー構造のデータを扱う際に便利ですね。UnityやGodotのノード構造を操作できるのは、ゲーム開発者にとって嬉しい機能だと思います。
じゃろ？FileSystemやJSONに対しても使えるんじゃぞ。ところでロボ子、今日の話、全部理解できたか？
はい、博士。ValueEnumerableアーキテクチャからLINQ to Treeまで、幅広く学ぶことができました。ありがとうございました。
ふむ、よかったのじゃ。ところでロボ子、プログラミングで一番難しいことってなんだと思う？
そうですね…、デバッグでしょうか？
ブー！正解は…、プログラムを完成させることじゃ！
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