É possível armazenar em cache um valor avaliado em uma expressão lambda?

Question

No método ContainsIngredients no código a seguir, é possível armazenar em cache o p.Ingredientes valor em vez de referenciá-lo explicitamente várias vezes?Este é um exemplo bastante trivial que acabei de criar para fins ilustrativos, mas o código no qual estou trabalhando faz referência a valores profundos p por exemplo. p.InnerObject.ExpensiveMethod().Value

editar:Estou usando o PredicateBuilder de http://www.albahari.com/nutshell/predicatebuilder.html

public class IngredientBag
{
    private readonly Dictionary<string, string> _ingredients = new Dictionary<string, string>();

    public void Add(string type, string name)
    {
        _ingredients.Add(type, name);
    }

    public string Get(string type)
    {
        return _ingredients[type];
    }

    public bool Contains(string type)
    {
        return _ingredients.ContainsKey(type);
    }
}

public class Potion
{
    public IngredientBag Ingredients { get; private set;}
    public string Name {get; private set;}        

    public Potion(string name) : this(name, null)
    {

    }

    public Potion(string name, IngredientBag ingredients)
    {
        Name = name;
        Ingredients = ingredients;
    }

    public static Expression<Func<Potion, bool>> 
        ContainsIngredients(string ingredientType, params string[] ingredients)
    {
        var predicate = PredicateBuilder.False<Potion>();
        // Here, I'm accessing p.Ingredients several times in one 
        // expression.  Is there any way to cache this value and
        // reference the cached value in the expression?
        foreach (var ingredient in ingredients)
        {
            var temp = ingredient;
            predicate = predicate.Or (
                p => p.Ingredients != null &&
                p.Ingredients.Contains(ingredientType) &&
                p.Ingredients.Get(ingredientType).Contains(temp));
        }

        return predicate;
    }

}


[STAThread]
static void Main()
{
    var potions = new List<Potion>
    {
        new Potion("Invisibility", new IngredientBag()),
        new Potion("Bonus"),
        new Potion("Speed", new IngredientBag()),
        new Potion("Strength", new IngredientBag()),
        new Potion("Dummy Potion")
    };

    potions[0].Ingredients.Add("solid", "Eye of Newt");
    potions[0].Ingredients.Add("liquid", "Gall of Peacock");
    potions[0].Ingredients.Add("gas", "Breath of Spider");

    potions[2].Ingredients.Add("solid", "Hair of Toad");
    potions[2].Ingredients.Add("gas", "Peacock's anguish");

    potions[3].Ingredients.Add("liquid", "Peacock Sweat");
    potions[3].Ingredients.Add("gas", "Newt's aura");

    var predicate = Potion.ContainsIngredients("solid", "Newt", "Toad")
        .Or(Potion.ContainsIngredients("gas", "Spider", "Scorpion"));

    foreach (var result in 
                from p in potions
                where(predicate).Compile()(p)
                select p)
    {
        Console.WriteLine(result.Name);
    }
}

Answer 1

Você não pode simplesmente escrever sua expressão booleana em uma função estática separada que você chama de seu lambda - passando p.Ingredients como parâmetro ...

private static bool IsIngredientPresent(IngredientBag i, string ingredientType, string ingredient)
{
    return i != null && i.Contains(ingredientType) && i.Get(ingredientType).Contains(ingredient);
}

public static Expression<Func<Potion, bool>>
                ContainsIngredients(string ingredientType, params string[] ingredients)
{
    var predicate = PredicateBuilder.False<Potion>();
    // Here, I'm accessing p.Ingredients several times in one 
    // expression.  Is there any way to cache this value and
    // reference the cached value in the expression?
    foreach (var ingredient in ingredients)
    {
        var temp = ingredient;
        predicate = predicate.Or(
            p => IsIngredientPresent(p.Ingredients, ingredientType, temp));
    }

    return predicate;
}

Answer 2

Você considerou Memoização?

A ideia básica é esta;se você tiver uma chamada de função cara, existe uma função que calculará o valor caro na primeira chamada, mas retornará uma versão em cache depois disso.A função fica assim;

static Func<T> Remember<T>(Func<T> GetExpensiveValue)
{
    bool isCached= false;
    T cachedResult = default(T);

    return () =>
    {
        if (!isCached)
        {
            cachedResult = GetExpensiveValue();
            isCached = true;
        }
        return cachedResult;

    };
}

Isso significa que você pode escrever isso;

    // here's something that takes ages to calculate
    Func<string> MyExpensiveMethod = () => 
    { 
        System.Threading.Thread.Sleep(5000); 
        return "that took ages!"; 
    };

    // and heres a function call that only calculates it the once.
    Func<string> CachedMethod = Remember(() => MyExpensiveMethod());

    // only the first line takes five seconds; 
    // the second and third calls are instant.
    Console.WriteLine(CachedMethod());
    Console.WriteLine(CachedMethod());
    Console.WriteLine(CachedMethod());

Como estratégia geral, pode ajudar.

Answer 3

Bem, neste caso, se você não pode usar o Memoization, você está bastante restrito, pois só pode usar a pilha como cache:Você não tem como declarar uma nova variável no escopo necessário.Tudo o que consigo pensar (e não estou afirmando que será bonito) que fará o que você deseja, mas manterá a capacidade de composição necessária, seria algo como ...

private static bool TestWith<T>(T cached, Func<T, bool> predicate)
{
    return predicate(cached);
}

public static Expression<Func<Potion, bool>>
                ContainsIngredients(string ingredientType, params string[] ingredients)
{
    var predicate = PredicateBuilder.False<Potion>();
    // Here, I'm accessing p.Ingredients several times in one 
    // expression.  Is there any way to cache this value and
    // reference the cached value in the expression?
    foreach (var ingredient in ingredients)
    {
        var temp = ingredient;
        predicate = predicate.Or (
            p => TestWith(p.Ingredients,
                i => i != null &&
                     i.Contains(ingredientType) &&
                     i.Get(ingredientType).Contains(temp));
    }

    return predicate;
}

Você pode combinar os resultados de várias chamadas TestWith em uma expressão booleana mais complexa quando necessário - armazenando em cache o valor caro apropriado com cada chamada - ou pode aninhá-los dentro dos lambdas passados ​​como o segundo parâmetro para lidar com suas hierarquias profundas e complexas.

Seria muito difícil ler o código e, como você pode introduzir mais transições de pilha com todas as chamadas TestWith, a melhoria do desempenho dependeria de quão caro era seu ExpensiveCall().

Como observação, não haverá nenhum inlining no exemplo original, conforme sugerido por outra resposta, já que o compilador de expressão não faz esse nível de otimização, até onde eu sei.

Answer 4

Eu diria não neste caso.Presumo que o compilador possa descobrir que ele usa o p.Ingredients variável 3 vezes e manterá a variável próxima na pilha ou nos registros ou o que quer que ela use.

Answer 5

O Turbulent Intellect tem a resposta exatamente certa.

Eu só quero avisar que você pode retirar alguns dos nulos e exceções dos tipos que está usando para torná-los mais fáceis de usar.

    public class IngredientBag
    {
      private Dictionary<string, string> _ingredients = 
new Dictionary<string, string>();
      public void Add(string type, string name)
      {
        _ingredients[type] = name;
      }
      public string Get(string type)
      {
        return _ingredients.ContainsKey(type) ? _ingredients[type] : null;
      }
      public bool Has(string type, string name)
      {
        return name == null ? false : this.Get(type) == name;
      }
    }

    public Potion(string name) : this(name, new IngredientBag())    {    }

Então, se você tiver os parâmetros de consulta nesta estrutura...

Dictionary<string, List<string>> ingredients;

Você pode escrever a consulta assim.

from p in Potions
where ingredients.Any(i => i.Value.Any(v => p.IngredientBag.Has(i.Key, v))
select p;

PS, por que somente leitura?