WebAssembly ko'p qiymatli funksiya interfeysi: bir nechta qaytariladigan qiymatlarni optimallashtirish

WebAssembly (Wasm) veb-ishlab chiqish va undan tashqarida inqilob qildi, brauzerda va boshqa muhitlarda ishlaydigan ilovalar uchun deyarli mahalliy unumdorlikni taklif qiladi. Wasm samaradorligi va ifodaliligini oshiradigan asosiy xususiyatlardan biri bu ko'p qiymatli funksiya interfeysidir. Bu funksiyalarga bir nechta qiymatlarni to'g'ridan-to'g'ri qaytarish imkonini beradi, aylanma yo'llarga bo'lgan ehtiyojni yo'qotadi va umumiy kod ijrosini yaxshilaydi. Ushbu maqola WebAssembly'dagi ko'p qiymatli funksiya interfeysining tafsilotlarini chuqur o'rganadi, uning afzalliklarini tahlil qiladi va kodingizni optimallashtirish uchun uni qanday ishlatish mumkinligiga amaliy misollar keltiradi.

WebAssembly ko'p qiymatli funksiya interfeysi nima?

An'anaga ko'ra, ko'plab dasturlash tillaridagi, jumladan JavaScript'ning dastlabki versiyalaridagi funksiyalar bitta qiymatni qaytarish bilan cheklangan edi. Bu cheklov ko'pincha dasturchilarni bir nechta ma'lumot qismini qaytarish uchun obyektlar yoki massivlardan foydalanish kabi bilvosita usullarga murojaat qilishga majbur qilgan. Bu aylanma yo'llar xotira ajratish va ma'lumotlarni manipulyatsiya qilish tufayli unumdorlikka salbiy ta'sir ko'rsatgan. WebAssembly'da standartlashtirilgan ko'p qiymatli funksiya interfeysi bu cheklovni to'g'ridan-to'g'ri hal qiladi.

Ko'p qiymatli xususiyat WebAssembly funksiyalariga bir vaqtning o'zida bir nechta qiymatlarni qaytarish imkonini beradi. Bu kodni soddalashtiradi, xotira ajratishni kamaytiradi va kompilyator hamda virtual mashinaga ushbu qiymatlarni qayta ishlashni optimallashtirishga imkon berib, unumdorlikni oshiradi. Qiymatlarni bitta obyekt yoki massivga joylashtirish o'rniga, funksiya o'z imzosida bir nechta qaytariladigan turlarni shunchaki e'lon qilishi mumkin.

Ko'p qiymatli qaytarishlarning afzalliklari

Unumdorlikni optimallashtirish

Ko'p qiymatli qaytarishlarning asosiy afzalligi unumdorlikdir. Ham natijani, ham xato kodini qaytarishi kerak bo'lgan funksiyani ko'rib chiqing. Ko'p qiymatli qaytarishlarsiz, siz ikkala qiymatni saqlash uchun obyekt yoki massiv yaratishingiz mumkin. Bu obyekt uchun xotira ajratishni, uning xususiyatlariga qiymatlarni belgilashni va keyin funksiya chaqiruvidan so'ng ushbu qiymatlarni olishni talab qiladi. Bu qadamlarning barchasi protsessor sikllarini sarflaydi. Ko'p qiymatli qaytarishlar bilan kompilyator bu qiymatlarni to'g'ridan-to'g'ri registrlarda yoki stekda boshqarishi mumkin, bu esa xotira ajratish xarajatlaridan qochish imkonini beradi. Bu, ayniqsa, kodning unumdorlik uchun muhim bo'lgan qismlarida tezroq ijro vaqtiga va kamroq xotira sarfiga olib keladi.

Misol: Ko'p qiymatli qaytarishlarsiz (JavaScript'ga o'xshash tasviriy misol)

function processData(input) {
  // ... some processing logic ...
  return { result: resultValue, error: errorCode };
}

const outcome = processData(data);
if (outcome.error) {
  // Handle error
}
const result = outcome.result;

Misol: Ko'p qiymatli qaytarishlar bilan (WebAssembly'ga o'xshash tasviriy misol)

(func $processData (param $input i32) (result i32 i32)
  ;; ... ba'zi qayta ishlash mantig'i ...
  (return $resultValue $errorCode)
)

(local $result i32)
(local $error i32)
(call $processData $data)
(local.tee $error)
(local.set $result)

(if (local.get $error) (then ;; Xatoni qayta ishlash))

WebAssembly misolida, $processData funksiyasi ikkita i32 qiymatini qaytaradi, ular to'g'ridan-to'g'ri $result va $error mahalliy o'zgaruvchilariga belgilanadi. Bunda oraliq obyekt ajratish ishtirok etmaydi, bu esa uni ancha samaraliroq qiladi.

Kodning o'qilishi va qo'llab-quvvatlanishini yaxshilash

Ko'p qiymatli qaytarishlar kodni toza va tushunarli qiladi. Obyekt yoki massivdan qiymatlarni ochish o'rniga, qaytariladigan qiymatlar funksiya imzosida aniq e'lon qilinadi va to'g'ridan-to'g'ri o'zgaruvchilarga belgilanadi. Bu kodning aniqligini oshiradi va xatolar ehtimolini kamaytiradi. Dasturchilar amalga oshirish tafsilotlariga chuqur kirib bormasdan, funksiya nima qaytarishini tezda aniqlashlari mumkin.

Misol: Yaxshilangan xatoliklarni qayta ishlash

Ham qiymatni, ham xato kodini yoki muvaffaqiyat/muvaffaqiyatsizlik bayrog'ini qaytarish keng tarqalgan usuldir. Ko'p qiymatli qaytarishlar bu usulni ancha oqlangan qiladi. Istisnolarni tashlash (bu qimmat bo'lishi mumkin) yoki global xato holatiga tayanish o'rniga, funksiya natijani va xato indikatorini alohida qiymatlar sifatida qaytarishi mumkin. Keyin chaqiruvchi darhol xato indikatorini tekshirishi va kerakli har qanday xato sharoitlarini qayta ishlashi mumkin.

Kompilyator optimallashtirishini kuchaytirish

Kompilyatorlar ko'p qiymatli qaytarishlar bilan ishlaganda yaxshiroq optimallashtirishlarni amalga oshirishi mumkin. Funksiyaning bir nechta mustaqil qiymatlarni qaytarishini bilish kompilyatorga registrlarni samaraliroq ajratish va bitta, murakkab qaytariladigan qiymat bilan mumkin bo'lmagan boshqa optimallashtirishlarni bajarish imkonini beradi. Kompilyator qaytariladigan qiymatlarni saqlash uchun vaqtinchalik obyektlar yoki massivlar yaratishdan qochishi mumkin, bu esa samaraliroq kod yaratishga olib keladi.

O'zaro ishlash qobiliyatini soddalashtirish

Ko'p qiymatli qaytarishlar WebAssembly va boshqa tillar o'rtasidagi o'zaro ishlash qobiliyatini soddalashtiradi. Masalan, WebAssembly funksiyasini JavaScript'dan chaqirganda, ko'p qiymatli qaytarishlar to'g'ridan-to'g'ri JavaScript'ning destrukturizatsiya belgilash xususiyatiga moslashtirilishi mumkin. Bu dasturchilarga qaytariladigan qiymatlarni ochish uchun murakkab kod yozmasdan ularga osonlik bilan kirish imkonini beradi. Xuddi shunday, boshqa til bog'lamalarini ko'p qiymatli qaytarishlar yordamida soddalashtirish mumkin.

Qo'llash holatlari va misollar

Matematika va fizika simulyatsiyalari

Ko'pgina matematik va fizika simulyatsiyalari tabiiy ravishda bir nechta qiymatlarni qaytaradigan funksiyalarni o'z ichiga oladi. Masalan, ikki chiziqning kesishish nuqtasini hisoblaydigan funksiya kesishish nuqtasining x va y koordinatalarini qaytarishi mumkin. Tenglamalar tizimini yechadigan funksiya bir nechta yechim qiymatlarini qaytarishi mumkin. Ko'p qiymatli qaytarishlar bu stsenariylar uchun ideal, chunki ular funksiyaga barcha yechim qiymatlarini oraliq ma'lumotlar tuzilmalarini yaratmasdan to'g'ridan-to'g'ri qaytarish imkonini beradi.

Misol: Chiziqli tenglamalar tizimini yechish

Ikki noma'lumli ikkita chiziqli tenglamalar tizimini yechishning soddalashtirilgan misolini ko'rib chiqing. x va y uchun yechimlarni qaytaradigan funksiya yozilishi mumkin.

(func $solveLinearSystem (param $a i32 $b i32 $c i32 $d i32 $e i32 $f i32) (result i32 i32)
  ;; Tizimni yechadi:
  ;; a*x + b*y = c
  ;; d*x + e*y = f
  ;; (soddalashtirilgan misol, nolga bo'lish xatosi ishlanmaydi)
  (local $det i32)
  (local $x i32)
  (local $y i32)

  (local.set $det (i32.sub (i32.mul (local.get $a) (local.get $e)) (i32.mul (local.get $b) (local.get $d))))

  (local.set $x (i32.div_s (i32.sub (i32.mul (local.get $c) (local.get $e)) (i32.mul (local.get $b) (local.get $f))) (local.get $det)))
  (local.set $y (i32.div_s (i32.sub (i32.mul (local.get $a) (local.get $f)) (i32.mul (local.get $c) (local.get $d))) (local.get $det)))

  (return (local.get $x) (local.get $y))
)

Tasvir va signallarni qayta ishlash

Tasvir va signallarni qayta ishlash algoritmlari ko'pincha bir nechta komponentlar yoki statistik ma'lumotlarni qaytaradigan funksiyalarni o'z ichiga oladi. Masalan, tasvirning rang gistogrammasini hisoblaydigan funksiya qizil, yashil va ko'k kanallar uchun chastota hisoblarini qaytarishi mumkin. Furye tahlilini bajaradigan funksiya transformatsiyaning haqiqiy va mavhum komponentlarini qaytarishi mumkin. Ko'p qiymatli qaytarishlar bu funksiyalarga barcha tegishli ma'lumotlarni bitta obyekt yoki massivga joylashtirmasdan samarali qaytarish imkonini beradi.

O'yin ishlab chiqish

O'yin ishlab chiqishda funksiyalar tez-tez o'yin holati, fizika yoki sun'iy intellekt bilan bog'liq bir nechta qiymatlarni qaytarishi kerak bo'ladi. Masalan, ikki obyekt o'rtasidagi to'qnashuvga javobni hisoblaydigan funksiya ikkala obyektning yangi pozitsiyalari va tezliklarini qaytarishi mumkin. AI agenti uchun optimal harakatni aniqlaydigan funksiya bajariladigan harakatni va ishonch ballini qaytarishi mumkin. Ko'p qiymatli qaytarishlar ushbu operatsiyalarni soddalashtirishga, unumdorlikni oshirishga va kodni soddalashtirishga yordam beradi.

Misol: Fizika simulyatsiyasi - to'qnashuvni aniqlash

To'qnashuvni aniqlash funksiyasi ikkita to'qnashayotgan obyekt uchun yangilangan pozitsiya va tezlikni qaytarishi mumkin.

(func $collideObjects (param $x1 f32 $y1 f32 $vx1 f32 $vy1 f32 $x2 f32 $y2 f32 $vx2 f32 $vy2 f32)
  (result f32 f32 f32 f32 f32 f32 f32 f32)
  ;; Soddalashtirilgan to'qnashuv hisobi (faqat misol)
  (local $newX1 f32)
  (local $newY1 f32)
  (local $newVX1 f32)
  (local $newVY1 f32)
  (local $newX2 f32)
  (local $newY2 f32)
  (local $newVX2 f32)
  (local $newVY2 f32)

  ;; ... to'qnashuv mantig'i bu yerda, mahalliy o'zgaruvchilarni yangilash ...

  (return (local.get $newX1) (local.get $newY1) (local.get $newVX1) (local.get $newVY1)
          (local.get $newX2) (local.get $newY2) (local.get $newVX2) (local.get $newVY2))
)

Ma'lumotlar bazasi va ma'lumotlarni qayta ishlash

Ma'lumotlar bazasi operatsiyalari va ma'lumotlarni qayta ishlash vazifalari ko'pincha funksiyalardan bir nechta ma'lumot qismini qaytarishni talab qiladi. Masalan, ma'lumotlar bazasidan yozuvni oladigan funksiya yozuvdagi bir nechta maydonlarning qiymatlarini qaytarishi mumkin. Ma'lumotlarni agregatsiya qiladigan funksiya yig'indi, o'rtacha qiymat va standart og'ish kabi bir nechta umumiy statistik ma'lumotlarni qaytarishi mumkin. Ko'p qiymatli qaytarishlar natijalarni saqlash uchun vaqtinchalik ma'lumotlar tuzilmalarini yaratish zaruratini yo'qotib, bu operatsiyalarni soddalashtirishi va unumdorlikni oshirishi mumkin.

Amalga oshirish tafsilotlari

WebAssembly matn formati (WAT)

WebAssembly matn formatida (WAT), ko'p qiymatli qaytarishlar funksiya imzosida (result ...) kalit so'zi va undan keyin qaytariladigan turlar ro'yxati yordamida e'lon qilinadi. Masalan, ikkita 32-bitli butun sonni qaytaradigan funksiya quyidagicha e'lon qilinadi:

(func $myFunction (param $input i32) (result i32 i32)
  ;; ... funksiya tanasi ...
)

Bir nechta qaytariladigan qiymatlarga ega funksiyani chaqirganda, chaqiruvchi natijalarni saqlash uchun mahalliy o'zgaruvchilarni ajratishi kerak. Keyin call ko'rsatmasi bu mahalliy o'zgaruvchilarni funksiya imzosida e'lon qilingan tartibda qaytariladigan qiymatlar bilan to'ldiradi.

JavaScript API

WebAssembly modullari bilan JavaScript'dan o'zaro ishlaganda, ko'p qiymatli qaytarishlar avtomatik ravishda JavaScript massiviga aylantiriladi. Keyin dasturchilar alohida qaytariladigan qiymatlarga osonlik bilan kirish uchun massiv destrukturizatsiyasidan foydalanishlari mumkin.

const wasmModule = await WebAssembly.instantiateStreaming(fetch('module.wasm'));
const { myFunction } = wasmModule.instance.exports;

const [result1, result2] = myFunction(input);

console.log(result1, result2);

Kompilyator qo'llab-quvvatlashi

WebAssembly'ni maqsad qilib olgan ko'pchilik zamonaviy kompilyatorlar, masalan, Emscripten, Rust va AssemblyScript, ko'p qiymatli qaytarishlarni qo'llab-quvvatlaydi. Bu kompilyatorlar ko'p qiymatli qaytarishlarni boshqarish uchun kerakli WebAssembly kodini avtomatik ravishda yaratadi, bu esa dasturchilarga past darajadagi WebAssembly kodini to'g'ridan-to'g'ri yozmasdan bu xususiyatdan foydalanish imkonini beradi.

Ko'p qiymatli qaytarishlardan foydalanishning eng yaxshi amaliyotlari

• Kerak bo'lganda ko'p qiymatli qaytarishlardan foydalaning: Hamma narsani ko'p qiymatli qaytarishlarga majburlamang, lekin funksiya tabiiy ravishda bir nechta mustaqil qiymatlarni ishlab chiqarganda ularni ko'rib chiqing.
• Qaytariladigan turlarni aniq belgilang: Kodning o'qilishi va qo'llab-quvvatlanishini yaxshilash uchun har doim funksiya imzosida qaytariladigan turlarni aniq e'lon qiling.
• Xatoliklarni qayta ishlashni ko'rib chiqing: Ham natijani, ham xato kodini yoki holat indikatorini samarali qaytarish uchun ko'p qiymatli qaytarishlardan foydalaning.
• Unumdorlik uchun optimallashtiring: Xotira ajratishni kamaytirish va ijro tezligini oshirish uchun kodingizning unumdorlik uchun muhim qismlarida ko'p qiymatli qaytarishlardan foydalaning.
• Kodingizni hujjatlashtiring: Boshqa dasturchilarga kodingizni tushunish va undan foydalanishni osonlashtirish uchun har bir qaytariladigan qiymatning ma'nosini aniq hujjatlashtiring.

Cheklovlar va e'tiborga olinadigan jihatlar

Ko'p qiymatli qaytarishlar sezilarli afzalliklarni taklif qilsa-da, yodda tutish kerak bo'lgan ba'zi cheklovlar va e'tiborga olinadigan jihatlar mavjud:

• Nosozliklarni tuzatish: Nosozliklarni tuzatish qiyinroq bo'lishi mumkin. Asboblar bir nechta qaytariladigan qiymatlarni to'g'ri ko'rsatishi va qayta ishlashi kerak.
• Versiya mosligi: Siz foydalanayotgan WebAssembly ish vaqti va asboblari ko'p qiymatli xususiyatni to'liq qo'llab-quvvatlashiga ishonch hosil qiling. Eski ish vaqtlari uni qo'llab-quvvatlamasligi mumkin, bu esa moslik muammolariga olib keladi.

WebAssembly va ko'p qiymatli qaytarishlarning kelajagi

Ko'p qiymatli funksiya interfeysi WebAssembly evolyutsiyasidagi muhim qadamdir. WebAssembly rivojlanishda va kengroq qo'llanilishda davom etar ekan, ko'p qiymatli qaytarishlarni qayta ishlashda yanada takomillashtirishlar va optimallashtirishlarni kutishimiz mumkin. Kelajakdagi ishlanmalar yanada murakkab kompilyator optimallashtirishlari, yaxshiroq nosozliklarni tuzatish vositalari va boshqa dasturlash tillari bilan kengaytirilgan integratsiyani o'z ichiga olishi mumkin.

WebAssembly chegaralarni kengaytirishda davom etmoqda. Ekosistema rivojlanib borar ekan, dasturchilar ko'proq vositalarga, yaxshiroq kompilyator optimallashtirishiga va boshqa ekotizimlar (masalan, Node.js va serverless platformalar) bilan chuqurroq integratsiyaga ega bo'lishadi. Bu biz ko'p qiymatli qaytarishlar va boshqa ilg'or WebAssembly xususiyatlarining yanada kengroq qo'llanilishini ko'rishimizni anglatadi.

Xulosa

WebAssembly ko'p qiymatli funksiya interfeysi dasturchilarga samaraliroq, o'qiladigan va qo'llab-quvvatlanadigan kod yozish imkonini beradigan kuchli xususiyatdir. Funksiyalarga bir nechta qiymatlarni to'g'ridan-to'g'ri qaytarish imkonini berib, u aylanma yo'llarga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi va umumiy unumdorlikni oshiradi. Siz veb-ilovalar, o'yinlar, simulyatsiyalar yoki boshqa turdagi dasturiy ta'minotni ishlab chiqayotgan bo'lsangiz ham, kodingizni optimallashtirish va WebAssembly imkoniyatlaridan to'liq foydalanish uchun ko'p qiymatli qaytarishlardan foydalanishni ko'rib chiqing. To'g'ri qo'llash sizning ilovalaringizda samaradorlik va ifodalilikni keskin yaxshilaydi, bu esa o'z navbatida butun dunyo bo'ylab oxirgi foydalanuvchilarga tezroq va sezgirroq tajribalarni taqdim etish orqali foyda keltiradi.