Generics - Pro und Contra

[Dejan Vu]

D.h.

Delphi-Quellcode:

Var
  foo : TList<TBar>;
...

Var
  bar : TList<TBar>;

Erzeugt doppelten Code?
Dann muss man also

Delphi-Quellcode:

Type TBarList = TList<TBar>;
Var
  foo : TBarList;
...

Var
  bar : TBarList;

Schreiben und die Welt ist in Ordnung?

[Der schöne Günther]

Ich habe mich damit nie befasst, aber soweit ich es verstanden habe erzeugt folgendes einmal Code für eine Integer-Liste und einmal Code für eine TObject-Liste:

Delphi-Quellcode:

var
   myIntegerList: TList<Integer>;
   myObjectList: TList<TObject>;

Stevie hat da neulich nochmal zu geschrieben:

Zitat:

This by the way is one of the reasons your empty default applications are growing constantly for the recent releases of Delphi: because now generic collections are used all over the place in the runtime. And when I use TList<TButton>, boom, another 10K added to your binary size (approx in XE5). Too bad if you are using more advanced and feature rich collection types like Spring4D. Then every use adds 65K (actually we got down to that number from close to 100K a few months ago).

How could this be solved? Either by the linker fixing this by figuring out identical methods and removing duplicates (the C++ linker has an option for that called COMDAT folding) or the compiler itself could be smart and generate code for equal types only once. Of course he should pay attention to any use of TypeInfo(T) or T.Create for example because that code is actually different. C# does something like this.

Quelle: Delphi Sorcery

[himitsu]

Zitat von Dejan Vu:

D.h.

In der selben Unit und in Units, welche die erste Unit einbinden, da könnte es das nur einmal geben, aber bei zwei Units, welche sich nicht kennen, da eventuell nicht.



Zu dem Pack:

Also das ist schon ein komisches Zeug, denn der Code wird in den Units garnicht aufgerufen.
Und das Left/Right in der Methode ist nirgendwo definiert. (ist wohl Compiler-Magic?)
Und scheint es nur so, oder kann in einer generischen TList<> eventuell kein NIL-Objekt abgelegt werden, da Pack dafür da ist, um die zu entfernen? [add] Aber das funktioniert nicht, drum knallt es.

Als TList>TObject> funktioniert folgender Code, aber als TObjectList<TObject> macht es bumm.

Delphi-Quellcode:

var
  L: TList<TObject>;
begin
  L := TObjectList<TObject>.Create;  //List<TObject>.Create;
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Add(nil);
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Add(Self);
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Add(Self);
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Add(nil);
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Remove(Self);
  ShowMessage(IntToStr(L.Count) + ' ' + IntToStr(L.IndexOf(Self)));
  L.Delete(L.IndexOf(Self));  // bei TObjectList knallt es hier
  ShowMessage(IntToStr(L.Count));
  L.Free;
end;

[stahli]

Zitat von jaenicke:

Freigeben? Das ist doch ein Interface.

Oh, ja, stimmt.
War mir noch gar nicht aufgefallen.

Das ist m.E. das erste mal, dass ich gezwungen bin, ein Interface zu benutzen.
(Ich würde das jetzt weder als besonders positiv oder negativ bewerten, aber eben ungewohnt ... und zu (meinem) üblichen Programmierstil inkonsistent.)

[JamesTKirk]

Zitat von himitsu:

Jupp, daß Generics eher Templates sind, wo man die Typprüfung schon beim Parsen des Templates macht, anstatt dort nur eine Syntaxprüfung vorzunehmen und die eigentliche Typprüfung erst bei der Verwendung zu machen ... also das ist schrottig und behndert die Nutzung der Generics teilweise extrem.

Ich persönlich find es gut, dass die Typüberprüfung bereits bei der Definiton des Generics stattfindet. Das hilft Fehler schneller zu finden, als wenn du das erst bei der Spezialisierung mit einem bestimmten Typ hast... Free Pascal ist hier etwas laxer und hat zum Beispiel kein Problem damit, wenn du T.Something für ein T schreibst, das keinen Constraint hat...

Zitat von himitsu:

Was bei den Generics ausfällt, ist daß der Code in der Unit ist, wo der generische Typ entgültig definiert wurde und mir scheint es manchmal auch so, als wenn er dann bei mehreren Units auch mehrmals einkompiliert wird.

Das hat sx2008 bereits recht gut erläutert.

Zitat von sx2008:

Zur Laufzeit werden dann noch RTTI Daten erzeugt (bei normalen Klassen geschieht dies zur Compile-time).

Du meinst doch sicher zum Zeitpunkt der Spezialisierung zur Compilezeit, oder? Dass die RTTI Daten rein zur Laufzeit erzeugt werden, kann ich mir nicht wirklich vorstellen...

Zitat von jbg:

Zitat von sx2008:

Wenn das Generic + Datentyp(en) nur im Abschnitt implementation auftaucht dann weiss der Linker nicht dass es dieses konkrete Generic schon gibt.
Und so kommt es, dass genau der gleiche Code in mehreren Units stecken kann ohne dass der Linker diese Duplikate zu einem zusammenführen kann.

Der Linker könnte schon den gleichen Code zusammenfassen, indem er nach gleichem Code sucht. Aber Embarcadero möchte das gar nicht, sonst hätte ich das schon längst zu XE2 Zeiten als Linker-Aufsatz bereitgestellt.

Weißt du, warum Embarcadero das nicht möchte? Für Free Pascal plane ich nämlich in Zukunft genau das als Whole Program Optimization Option anzubieten... (und zusätzlich will ich den Compiler beim Spezialisieren überprüfen lassen, ob die selbe Spezialisierung bereits im Interface einer verwendeten Unit vorkommt, damit er diese dann verwendet; das macht FPC aktuell nämlich nicht, dazu muss ich aber erst class var in Verbindung mit Generics korrigieren)

Gruß,
Sven

[jbg]

Zitat von JamesTKirk:

Ich persönlich find es gut, dass die Typüberprüfung bereits bei der Definiton des Generics stattfindet.

Mir wären C++ Templates lieber gewesen, dann müsste man nicht für jeden Typ einen eigenen Comparer nutzen, der allein durch den Aufruf der Compare-Funktion nicht an die Performance eines direkten "Wert1 = Wert2" herranreicht.

Zitat von JamesTKirk:

Weißt du, warum Embarcadero das nicht möchte?

Das kann ich nur erahnen:

• Der Debugger würde nicht den korrekten Datentyp für T anzeigen, da ein T=Integer mit einem T=TObject in manchen Funktionen zusammenfallen könnte. (Wobei das bei einem Release-Build nur Stacktraces betreffen würde)
• Wenn sie Arbeit in die Compiler-Optimierung stecken würden, müssten sie zugeben, dass ihre Aussage "size doesn't matter nowadays" falsch ist. (wie kommt man auf die Idee das solche Monster von APKs für Smartphones gut wären)
• Sie haben keine Zeit das einzubauen, sind ja mit ihren Mobile-Compilern beschäftigt (denen auch mal eine Performance-Optimierung gut tun würde)
• Mein Patch würde die Frage aufwerfen, wer für fehlerhaftes Verhalten beim Endkunden einstehen müsste. (das Totschlag Argument, wenn sie es nicht selbst entwickeln wollen)

Mein Patch funktioniert übrigens nur rudinemtär mit XE2, weil ich "gestoppt wurde".

[Stevie]

Zitat von Der schöne Günther:

Das einzige was mir spontan zu "Contra" eingefallen wäre ist die Tatsache, dass es in Delphi komischerweise immer Generics genannt wird, aber tatsächlich Templates sind.

Ob über Templates wie in C++ oder anders (schlauer) in C# - das ist ein Implementierungsdetail, aber Generics sinds beides.
In Delphi gibt es aber sehr wohl Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu beidem

Zitat von stahli:

Z.B. wird auch bei leeren Listen in einen Durchlauf "hinein gesprungen", dieser aber dann wieder abgebrochen.
Danach steht der Debugger dann wieder auf der Ausgangszeile.

Das hat mit der Codegenerierung für eine for-in Schleife an sich zu tun und nicht mit Generics.

Dieser Code:

Delphi-Quellcode:

program Project1;

{$APPTYPE CONSOLE}

type
  TEnumerator = class
    fCurrent: Integer;
    function MoveNext: Boolean;
    property Current: Integer read fCurrent;
  end;

  TEnumerable = class
    function GetEnumerator: TEnumerator;
  end;

function TEnumerable.GetEnumerator: TEnumerator;
begin
  Result := TEnumerator.Create;
end;

function TEnumerator.MoveNext: Boolean;
begin
  Inc(fCurrent);
  Result := fCurrent < 10;
end;

var
  e: TEnumerable;
  i: Integer;
begin
  for i in e do
    Writeln(i);
  Readln;
end.

Führt zu diesem Assembler Code in XE6:

Code:

Project9.dpr.36: for i in e do
0041C454 A1BC3E4200       mov eax,[$00423ebc]
0041C459 E876D8FFFF       call TEnumerable.GetEnumerator
0041C45E 8945EC           mov [ebp-$14],eax
0041C461 33C0             xor eax,eax
0041C463 55               push ebp
0041C464 68C5C44100       push $0041c4c5
0041C469 64FF30           push dword ptr fs:[eax]
0041C46C 648920           mov fs:[eax],esp
0041C46F EB25             jmp $0041c496
0041C471 8B45EC           mov eax,[ebp-$14]
0041C474 8B4004           mov eax,[eax+$04]
0041C477 A3C03E4200       mov [$00423ec0],eax
Project9.dpr.37: Writeln(i);
0041C47C A18CE64100       mov eax,[$0041e68c]
0041C481 8B15C03E4200     mov edx,[$00423ec0]
0041C487 E8E08CFEFF       call @Write0Long
0041C48C E8BB8FFEFF       call @WriteLn
0041C491 E8D27BFEFF       call @_IOTest
Project9.dpr.36: for i in e do
0041C496 8B45EC           mov eax,[ebp-$14]
0041C499 E856D8FFFF       call TEnumerator.MoveNext
0041C49E 84C0             test al,al
0041C4A0 75CF             jnz $0041c471
0041C4A2 33C0             xor eax,eax
0041C4A4 5A               pop edx
0041C4A5 59               pop ecx
0041C4A6 59               pop ecx
0041C4A7 648910           mov fs:[eax],edx
0041C4AA 68CCC44100       push $0041c4cc
Project9.dpr.37: Writeln(i);
0041C4AF 837DEC00         cmp dword ptr [ebp-$14],$00
0041C4B3 740F             jz $0041c4c4
0041C4B5 B201             mov dl,$01
0041C4B7 8B45EC           mov eax,[ebp-$14]
0041C4BA 8B08             mov ecx,[eax]
0041C4BC FF51FC           call dword ptr [ecx-$04]
0041C4BF 33C0             xor eax,eax
0041C4C1 8945EC           mov [ebp-$14],eax
0041C4C4 C3               ret 
0041C4C5 E90EA0FEFF       jmp @HandleFinally
0041C4CA EBE3             jmp $0041c4af

Wie man sehen kann, stehen da sowohl die Zeile mit der Schleife als auch der einzeilige Rumpf zweimal drin. Daher stoppt der Debugger auch 2mal hintereindner in der Schleifenzeile beim Start (1. GetEnumerator 2. MoveNext) und noch einmal im Rumpf nachdem der letzte Aufruf von MoveNext false geliefert hat um den Enumerator aufzuräumen.

Zitat von Dejan Vu:

D.h.

Delphi-Quellcode:

Var
  foo : TList<TBar>;
...

Var
  bar : TList<TBar>;

Erzeugt doppelten Code?

Nein, das war mal in Delphi 2009 und 2010(glaube ich) noch so, aber spätestens in XE hat man programmweit nur eine Implementierung für exakt denselben closed generic Type. Allerdings hat du doppelten Code für TList<TBar> und TList<TFoo> obwohl der identisch ist. Übrigens ist type TBarList = TList<TBar>; kein neuer Typ sondern nur ein Alias. In 2009 oder 2010 hätte es das Problem gelöst, glaube ich - aber sicher bin ich da nicht mehr.

Zitat von JamesTKirk:

Ich persönlich find es gut, dass die Typüberprüfung bereits bei der Definiton des Generics stattfindet. Das hilft Fehler schneller zu finden, als wenn du das erst bei der Spezialisierung mit einem bestimmten Typ hast...

Leider ist das nur die halbe Wahrheit, denn manche Überprüfungen werden erst bei der Spezialisierung durchgeführt (weil ja dann erst das T fest steht). Dann stopt der Compiler nämlich gerne mal an irgendwelchen Zeilen, die überhaupt nix mit dem Fehler zu tun haben.

[mquadrat]

Also bei uns schaut der Code mit Generics auch gleich viel sauberer aus, als ohne. Vorher haben wir im Grunde immer eine Objectlist genommen und dann wild gecastet. Das ist doch jetzt sehr viel hübscher.

[Patito]

Zitat von jbg:

Zitat von JamesTKirk:

Ich persönlich find es gut, dass die Typüberprüfung bereits bei der Definiton des Generics stattfindet.

Mir wären C++ Templates lieber gewesen, dann müsste man nicht für jeden Typ einen eigenen Comparer nutzen, der allein durch den Aufruf der Compare-Funktion nicht an die Performance eines direkten "Wert1 = Wert2" herranreicht.

Container-Libraries waren für mich immer der wichtigste Grund Generics haben zu wollen.
Wenn ich jetzt aber sehe, dass ich meine Container (Maps, Multimaps, ...) ganz klassisch
schneller, kleiner und einfacher hinbekomme, fällt es mir nicht wirklich schwer auch
ganz auf Generics zu verzichten.

Ein simpler Typsicherer Wrapper für eine TObjektList mag noch ok sein, aber das reicht dann schon.
Komplexere Konstrukte gehören für mich in einen Code-Generatoren (mit so vielen Parametern und
Einstellungsmöglichkeiten wie man will) oder Metasprachen (die nach Pascal compilieren).
Man muss dafür nicht auch noch die ohnehin schon überladene Pascal-Syntax quälen.

[jaenicke]

Zitat von Patito:

Ein simpler Typsicherer Wrapper für eine TObjektList mag noch ok sein, aber das reicht dann schon.

Wobei das als Template mit kleinen Tricks auch schon in Delphi 5 ging.

Aber das ist ja nur der kleinste Teil der Vorteile von Generics. Allerdings sieht man oft die Möglichkeiten gar nicht. Das sieht man relativ oft, wenn jemand Generics noch nicht oft benutzt hat.