目錄
lazy ideas：singleton
proxy：
Short-circuit evaluation：
generator：
函數(shù)式編程語言中的應(yīng)用：

cache：
Dirty Flag：
CopyOnWrite：
web開發(fā)中的惰性加載與惰性預(yù)加載：

總結(jié)：

正文
　　lazy形容詞纳猪，懶惰的，毫無疑問是一個(gè)貶義詞。但是蓬衡，對(duì)于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域赖晶，lazy卻是非常重要的優(yōu)化思想：把任務(wù)推遲到必須的時(shí)刻矫渔，好處是避免重復(fù)計(jì)算啃奴，甚至不計(jì)算腊满。本文的目的是拋磚引玉扯旷，總結(jié)一些編程中的lazy idea拯爽，以期有一些啟發(fā)。google “l(fā)azy”這個(gè)單詞钧忽，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域高頻出現(xiàn)三個(gè)詞：lazy loading（惰性加載）毯炮、lazy initializing（惰性初始化）逼肯、lazy evaluation（惰性求值），本文并不刻意區(qū)分桃煎，因?yàn)椴还苁莑oading篮幢、initializing還是evaluation都需要耗費(fèi)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算資源，而且为迈，loading（initializing）也是某種意義上的evaluation三椿。

lazy ideas：
回到頂部
　　在GOF的設(shè)計(jì)模式中，并沒有一個(gè)叫“l(fā)azy loading”之類的設(shè)計(jì)模式葫辐，但是其思想貫穿在很多設(shè)計(jì)模式中搜锰。其中比較明顯的就是singleton和proxy模式。
singleton
　　單例模式的實(shí)現(xiàn)一般都有兩種方式耿战，要么在調(diào)用之前就創(chuàng)建好單例對(duì)象（eager way）蛋叼，要么在第一次調(diào)用的時(shí)候生成單例對(duì)象（lazy way)，兩者對(duì)象的代碼大致是這樣的：

PS：在python中剂陡，這樣使用單例模式不是很pythonic狈涮，更好的辦法可見在stackoverflow上的這篇文章《creating-a-singleton-in-python》。另外在多線程環(huán)境下鸭栖，要實(shí)現(xiàn)線程安全的單例還是很復(fù)雜的歌馍，具體討論可參見iteye上的分析。

proxy：
　　代理模式屬于責(zé)任型模式晕鹊， 使得一個(gè)對(duì)象代表另一個(gè)對(duì)象進(jìn)行各種操作骆姐，常用場(chǎng)景包括remote proxy（遠(yuǎn)程代理），如RMI捏题， RPC

virtual proxy（虛代理）玻褪，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建開銷很大的對(duì)象，如文檔中圖片的加載

（保護(hù)代理）：控制對(duì)原始對(duì)象的訪問公荧， 如智能指針

其中 viatual proxy是使用lazy loading很好的例子

Short-circuit evaluation：
　　短路求值在絕大多數(shù)編程語言都有實(shí)現(xiàn)带射，比較常見的語法如下：
　　　　x and y(x && y)
　　　　x or y(x || y)
　　　　x if bool else y(bool？ x : y )
　　短路求值基本上都是數(shù)學(xué)邏輯的體現(xiàn)循狰，如果第一個(gè)參數(shù)已經(jīng)能推導(dǎo)出這個(gè)表達(dá)式的意義窟社，那么后面的參數(shù)是無需計(jì)算的。短路求值非常有用绪钥，不僅能避免無用的計(jì)算灿里，對(duì)于邏輯判斷也非常有用。比如在python中程腹，判斷一個(gè)對(duì)象的is_ok屬性為True匣吊，我們一般這么寫
　　if(obj.is_ok)
　　如果obj被賦值成了None，那么就會(huì)報(bào)一個(gè)異常，所以可以寫成
　　if(obj is not None and obj.is_ok)

python中色鸳，一些函數(shù)也有短路求值的特性社痛，比如在這篇文章中提到的any函數(shù)：

本意是希望對(duì)所有的element都計(jì)算，然后返回一個(gè)結(jié)果命雀，但事實(shí)上由于短路求值蒜哀， 可能后面很多的元素都不會(huì)再調(diào)用calc_and_ret

generator：
　　在python和javascript語言中都有g(shù)enerator，generator與普通的函數(shù)相比吏砂，可以多次（甚至無限次）返回撵儿，而且返回值是在需要的時(shí)候才生成。在python中狐血，下面兩段代碼非常相似淀歇，但事實(shí)上差異非常大：
1 　　　　for x in [ii for i in xrange(10000)]2 　　　　　　# do sth with i3 4 　　　　for x in (ii for i in xrange(10000)]5 　　　　　　# do sth with i

generator更廣泛的應(yīng)用可以參見《python yield generator 詳解》。javascript中g(shù)enerator的語法和使用與python都非常類似氛雪，可以參見這篇文章。

函數(shù)式編程語言中的應(yīng)用：
　　lazy evaluation在函數(shù)式編程語言中使用得非常頻繁耸成，python也可以當(dāng)做函數(shù)式編程語言來使用报亩，而更為明顯的是haskell，在其首頁(yè)的features介紹里面就有大大的“l(fā)azy”

cache：
　　cache也是一種lazy思想井氢，如果之前有計(jì)算結(jié)果弦追，那么直接復(fù)用之前的結(jié)果就行了，干嘛還要重新計(jì)算呢花竞？而且最開始的緩存內(nèi)容劲件， 也是在需要的時(shí)候才計(jì)算的，而不是一開始就計(jì)算好约急。wiki上有python實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單例子：

Dirty Flag：
　　在《Dirty Flag模式及其應(yīng)用》一文中零远，列舉了Dirty Flag模式的諸多應(yīng)用場(chǎng)景。Dirty Flag顯然也是很明顯的lazy evaluation厌蔽。比如《game programming pattern》中的例子：子模型的世界坐標(biāo)取決于父模型的世界坐標(biāo)以及子模型在父模型坐標(biāo)空間的相對(duì)坐標(biāo)牵辣，如果父模型的世界坐標(biāo)變化時(shí)就主動(dòng)去重新計(jì)算子模型的坐標(biāo)，因?yàn)閮蓭g父模型的坐標(biāo)可能多次變換奴饮，往往會(huì)造成冗余的計(jì)算纬向。所以Dirty Flag只是在父模型坐標(biāo)變化的時(shí)候標(biāo)記，繪制的時(shí)候再計(jì)劃所有受影響的模型的世界坐標(biāo)戴卜。

CopyOnWrite：
　　CopyOnWrite即寫時(shí)復(fù)制逾条，如果大家對(duì)一份資源只有讀請(qǐng)求時(shí)，那么資源是可以共享的投剥，當(dāng)某個(gè)訪問者需要修改資源（寫操作）時(shí)师脂，就將資源拷貝一份給該訪問者使用。即資源的拷貝被延遲到了第一次"寫"的時(shí)候。CopyOnWrite最廣為人知的兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景危彩，一個(gè)是Unix like系統(tǒng)fork調(diào)用產(chǎn)生的子進(jìn)程共享父進(jìn)程的地址空間攒磨，知道寫操作才會(huì)拷貝一份。另一個(gè)是java中的copyonwrite容器汤徽，用于多線程并發(fā)情況下的高效訪問娩缰，cookshell上有對(duì)copyonwrite容器的詳細(xì)介紹。

web開發(fā)中的惰性加載與惰性預(yù)加載：
　　在web前端和APP開發(fā)中谒府，當(dāng)提到惰性加載或者動(dòng)態(tài)加載拼坎，大家往往會(huì)想到分頁(yè)、輪播圖完疫、瀑布流泰鸡，這些都體現(xiàn)了惰性加載的思想。其中壳鹤，瀑布流在出諸多圖片分享網(wǎng)站中使用非常廣泛盛龄，比如花瓣網(wǎng)，當(dāng)滑動(dòng)到屏幕底部的時(shí)候才會(huì)去加載新的內(nèi)容芳誓。為什么要使用惰性加載余舶，第一個(gè)是用戶體驗(yàn)的問題，圖片資源流量比較大锹淌，一次加載太多對(duì)服務(wù)器和瀏覽器壓力都很大匿值，對(duì)帶寬要求也很高；另外赂摆，可能用戶根本就不會(huì)滑動(dòng)到最下面挟憔，多加載的內(nèi)容就白白浪費(fèi)了。
　　當(dāng)然太”Lazy”了也是不好的烟号，總不能讓玩家滑動(dòng)到底部才一邊顯示loading icon绊谭，一邊開始加載。為了提高用戶體驗(yàn)汪拥，這類網(wǎng)站也會(huì)做預(yù)加載（predictive loading）龙誊，即多準(zhǔn)備一兩頁(yè)的內(nèi)容，或者在滑屏到一定程度時(shí)開始加載新的一頁(yè)喷楣，不過這樣的預(yù)加載也是惰性預(yù)加載（lazy predictive loading）趟大。

總結(jié)：
回到頂部
　　本文列舉了惰性計(jì)算在編程中的一些具體例子，希望能給自己以及大家有所啟發(fā)铣焊，在以后遇到問題的時(shí)候多一種解決思路逊朽。由于本人編程領(lǐng)域以及編程語言的局限性，肯定還有諸多遺漏曲伊，歡迎大家在評(píng)論里補(bǔ)充叽讳。

references：
lazy loading
lazy initializing
lazy evaluation
Short-circuit_evaluation
CopyOnWrite
Dirty Flag模式及其應(yīng)用
python yield generator 詳解
Dirty Flag
Lazy initialization

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