feat: add AVLSet implementation, unit tests and benchmarks by LeoN192 · Pull Request #17 · Lamagraph/QTreeFSharp

LeoN192 · 2026-05-08T19:27:14Z

No description provided.

gsvgit

Лучше явно разделить дерево и множество.

gsvgit · 2026-05-10T12:00:57Z

+
+    let value n =
+        match n with
+        | Empty -> failwith "Empty node has no value"


Посмотрите внимательнее. Мы стараемся не использовать failwith. Пользуемся result вместо этого.

А имеет ли смысл Result, если скрыть от пользователя модули Tree и Node? Для пользователя есть только модуль AVLSet, который гарантирует, что эти ошибки в принципе недостижимы (по аксиомам АВЛ-дерева) при вызове функций, иначе ошибка в логике. Все-таки у меня задача написать множество на основе дерева, а не само дерево.

gsvgit · 2026-05-10T12:02:17Z

+                balance ln rnNew v
+        | _ ->
+            match right with
+            | Empty -> failwith "Unreacheable message 2"


Не очень информативное сообщение.

Изменил их все на более информативные, но также оставил предложение, что эти сообщения в принципе не должны быть достижимы.

gsvgit · 2026-05-10T12:04:14Z

+            let mutable leftUnion = Empty
+            let mutable rightUnion = Empty
+
+            Parallel.Invoke(


Уверены, что через таски - лучший вариант?

Ну и в целом, посмотрите, как пространства имён в .net устроены. Например, на array.parallel

Переделал все на async. Разделил пространства

gsvgit · 2026-05-10T12:05:42Z

Да. Внятное описание к реквесту тоже не будет лишним.

LeoN192 · 2026-05-15T14:29:02Z

Теперь модули Tree и Node internal, а AVLSet public.
Удалил атрибут HardwareCounters.
Вынес в отдельное пространство и модуль параллельные операции (QuadTree.AVLSet.Parallel и ParallelAVLSet), а операции путем обхода дерева в отдельный подмодуль (Traversal).
Часть Unit-тестов превращена в Property-тесты (1 тест удален).
Сообщение в failwith сделал более информативными.
Теперь параллельные операции выполняются через Async, а не таски.

gsvgit

У Вас конфликты. И не надо липить сопоставление с образцом везде.

gsvgit · 2026-05-15T16:05:11Z

+
+    let value n =
+        match n with
+        | Empty -> failwith "Empty node has no value. This error should be unreachable"


Посмотрите на другой код в библиотеке. Мы не используем Failwith (стараемся, по крайней мере). Вместо этого --- Result

gsvgit · 2026-05-15T16:06:03Z

+        match n with
+        | Empty -> Node(0, value, Empty, Empty)
+        | Node(h, v, ln, rn) ->
+            match value with


Мне кажется, или это if?

gsvgit · 2026-05-15T16:07:12Z

+
+module ParallelAVLSet =
+    let rec unionAsync threads set1 set2 =
+        async {


А async точно быстрее? Почему его выбрали?

Нет, он не быстрее тасков, если говорить о работе с деревьями. Но он подходит больше для ФП стиля (без mutable), чем таски. Плюс у Async холодный старт. Поэтому и изменил

Видимо, вопрос в том, зачем именно Вы делали параллельную версию.

Сравнить производмтельность операций с разными реализациями. Параллельные гораздо быстрее

Было бы здорово добавить описание бенчмарок (примерно, как тут сделано). Ну и ссылку в основное ребми тоже. А в Вашем случае ещё и результаты замеров хотя бы в описании реквеста сделать.

Было бы здорово добавить описание бенчмарок (примерно, как тут сделано). Ну и ссылку в основное ребми тоже. А в Вашем случае ещё и результаты замеров хотя бы в описании реквеста сделать.

@LeoN192 Добавьте в ридми, пожалуйста.

Я займусь этим сегодня, просто сейчас много контрольных и зачетов, готовился/готовлюсь. Извините

LeoN192 · 2026-05-16T15:32:39Z

Теперь все модули публичные
Тип AVLTree теперь называется AVLSet
Удален модуль Node и все его функции-геттеры (кроме геттера высоты, он теперь в модуле Tree)
Функции вращения переделаны (теперь через паттерн-матчинг)
Удалены ненужные паттер-матчинги
Вместо failwith invalidArg (операции должны выбросить исключение, если пользователь передал бред)
minNode теперь возвращает Option<AVLSet<'A>, 'A>

LeoN192 · 2026-05-16T15:37:21Z

Насчет Result: Я не совсем понимаю необходимость в нем. Стандартные библиотеки в F# также выбрасывают исключение в случае передачи невалидных аргументов. А если я перепишу все на Result, то у меня буквально весь код и все операции превратятся в нагромождение Ok и Error, даже функция add будет это возвращать, хотя это не очень удбно для конвейера

gsvgit · 2026-05-18T12:07:12Z

Насчет Result: Я не совсем понимаю необходимость в нем. Стандартные библиотеки в F# также выбрасывают исключение в случае передачи невалидных аргументов. А если я перепишу все на Result, то у меня буквально весь код и все операции превратятся в нагромождение Ok и Error, даже функция add будет это возвращать, хотя это не очень удбно для конвейера

Необходимость в том, что это прототип и будет переписываться на языки, где исключений нет. А чтобы не было чуть проще жить, в основной ветке уже даже есть workflow соответствующий. Можете изучить, ребейзнуться и пользоваться.

LeoN192 · 2026-05-19T20:05:53Z

Удалил все исключения и заменил все на Result<AVLSet<'A>,AVLSetError>. Ну, и, соответственно, бенчмарки с тестами тоже
И ребейзнулся я тоже вроде как

LeoN192 · 2026-05-27T11:53:23Z

QuadTree.Benchmarks.AVLSet.ParallelSetsBenchmark-report-github.md
QuadTree.Benchmarks.AVLSet.SequentialSetsBenchmark-report-github.md
QuadTree.Benchmarks.AVLSet.SingleOpsBenchmark-report-github.md

gsvgit · 2026-05-28T06:37:23Z

Что-то всё попадало. И да. Спасибо за ворох сырых данных. Оформите аккуртано самое важное в ридми.

gsvgit · 2026-05-29T10:04:24Z

А чего так скромно? Может стоит какие-то аккуратные графики или таблички привести.

gsvgit · 2026-06-12T07:48:03Z

+
+### Benchmark Results
+
+Based on the benchmarking data obtained via BenchmarkDotNet, we can draw comprehensive architectural conclusions regarding asymptotic complexity, algorithmic trade-offs, and multi-threading overhead in immutable data structures.


Ну здравсвуй, нейробред....

gsvgit · 2026-06-12T07:48:22Z

И конфликты.

LeoN192 · 2026-06-12T10:32:38Z

Можно узнать, где конфликты именно? У меня гит пишет, что все актуально

gsvgit

А что с параллельностью в итоге?

LeoN192 · 2026-09-06T18:43:39Z

QuadTree.Benchmarks.AVLSet.FSSetsBenchmark-report.html

Danil-Zaripov

The code is fine, I guess. But the benchmark description begs to be rewritten by hand.

Danil-Zaripov · 2026-09-26T09:15:27Z

+* **Time Complexity:** $O(\log N)$. Scaling tree size by 1,000x (100 $\rightarrow$ 100,000 nodes) increases execution time by only ~2.3x.
+* **Memory Allocation:** Scales logarithmically due to standard path-copying overhead in immutable structures (880 B at 100 nodes $\rightarrow$ 2,080 B at 100,000 nodes).
+
+#### 2. Traversal vs. Sequential Set Operations
+Performance is strictly bound to the $|A| / |B|$ size ratio.
+* **$|A| \gg |B|$:** `Traversal` is optimal. Yields ~3.8x speedup (e.g., Intersection, 100k $\times$ 100).
+* **$|A| \ll |B|$:** `Traversal` is slow. Yields ~41x slowdown (e.g., Difference, 100 $\times$ 10k).
+
+#### 3. Parallel Set Operations
+* **Tasks:** Balanced recursive partitioning prevents the generation of excessive micro-tasks, significantly reducing thread pool scheduling overhead.
+* **Thread Contention:** Improved cache locality and minimized context switching allow execution time to scale effectively with the thread count.
+* **GC Thrashing:** Memory allocation rates are now strictly controlled (nearly matching the sequential baseline, e.g., ~81.6 MB vs ~80.7 MB for a $100k \times 100k$ operation), completely preventing Gen0 garbage collection thrashing.
+
+#### Table
+
+| Operation Scenario (A × B) | Implementation Type | Execution Time | Memory Allocated | Ratio | Algorithmic Insight |
+| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
+| **Single Add** (100) | Sequential | 582.1 ns | 880 B | 1.00 (Base) | Logarithmic $O(\log N)$ algorithm. |
+| **Single Add** (100,000) | Sequential | 1,376.7 ns | 2,080 B | ~2.3x scales | Expected path-copying cost. |
+| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
+| **Intersection** (100k × 100) | Sequential | 318.25 μs | 447.82 KB | 1.00 (Base) | Standard recursive intersection. |
+| **Intersection** (100k × 100) | Tree Traversal | **83.99 μs** | **86.54 KB** | **~3.8x Speedup** | Huge $A \gg B$ asymmetry. |
+| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
+| **Difference** (100 × 10k) | Sequential | 168.15 μs | 230.23 KB | 1.00 (Base) | Standard recursive difference. |
+| **Difference** (100 × 10k) | Tree Traversal | 6,958.68 μs | 8.86 MB | **41.39x Slowdown** | Tree traversal slowdown. |
+| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
+| **Union** (100k figure× 100k) | Sequential | 96.89 ms | 80.72 MB | 1.00 (Base) | Standard recursive union. |
+| **Union** (100k × 100k) | Parallel (2 Threads) | **69.63 ms** | **81.61 MB** | **~1.39x Speedup** | Optimized parallel algorithm. |


🤔. How much of it was written by hand?

Danil-Zaripov · 2026-09-26T09:18:59Z

+### Benchmark results
+
+#### 1. Single Element Operations
+* **Time Complexity:** $O(\log N)$. Scaling tree size by 1,000x (100 $\rightarrow$ 100,000 nodes) increases execution time by only ~2.3x.


is this the direct conclusion from your benchmark?

- Encapsulate implementation by marking Node and Tree as internal. - Keep AVLSet module public as the primary API. - Implement InternalsVisibleTo to allow testing of internal structures. - Move parallel operations to a dedicated sub-module for better SoC. - Add FsCheck property-based tests for core set operations. - Fix and stabilize benchmarks.

…n matching, open modules, clean up redundant pattern matchings and replace them with if-else

gsvgit reviewed May 10, 2026

View reviewed changes

gsvgit requested changes May 15, 2026

View reviewed changes

LeoN192 force-pushed the avlset branch from e39d5bf to c49c8cf Compare May 16, 2026 15:51

LeoN192 force-pushed the avlset branch from c49c8cf to 593a5c8 Compare May 19, 2026 20:02

LeoN192 force-pushed the avlset branch from adc5253 to 7916f50 Compare May 28, 2026 06:53

gsvgit requested changes Jun 12, 2026

View reviewed changes

gsvgit reviewed Jun 15, 2026

View reviewed changes

gsvgit requested a review from Danil-Zaripov September 25, 2026 08:03

Danil-Zaripov requested changes Sep 26, 2026

View reviewed changes

LeoN192 added 9 commits September 26, 2026 17:58

feat: add AVLSet implementation, unit tests and benchmarks

100ec27

format files

c82b88d

Refactor to AVLSet: remove Node module, simplify rotations via patter…

1cf9a4f

…n matching, open modules, clean up redundant pattern matchings and replace them with if-else

refactor: replace exceptions with Result type for error handling

5507398

format files

7109ee8

add info to README and improve benchmarks

0abe572

formatted

e650c1c

add benchmark results to README

c28bf95

LeoN192 added 8 commits September 26, 2026 18:01

make benchmark results in README more detailed

276ddfc

fix README

f4374b2

improve parallel implementation

6a4b169

format

24c10e5

add new benchmark, fix tests, add descriptions

37a67fb

fantomas

2ec83a3

add new benchmark

7e6581b

rewrite the benchmark results in README.md

bf536ad

LeoN192 force-pushed the avlset branch from 002080e to bf536ad Compare September 26, 2026 15:10


		### Benchmark Results

		Based on the benchmarking data obtained via BenchmarkDotNet, we can draw comprehensive architectural conclusions regarding asymptotic complexity, algorithmic trade-offs, and multi-threading overhead in immutable data structures.

Conversation

LeoN192 commented May 8, 2026 • edited Loading Uh oh! There was an error while loading. Please reload this page.

Uh oh!

Uh oh!

gsvgit left a comment

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Uh oh!

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

gsvgit commented May 10, 2026

Uh oh!

LeoN192 commented May 15, 2026 • edited Loading Uh oh! There was an error while loading. Please reload this page.

Uh oh!

Uh oh!

gsvgit left a comment

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

gsvgit May 26, 2026 • edited Loading Uh oh! There was an error while loading. Please reload this page.

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

LeoN192 commented May 16, 2026 • edited Loading Uh oh! There was an error while loading. Please reload this page.

Uh oh!

Uh oh!

LeoN192 commented May 16, 2026

Uh oh!

gsvgit commented May 18, 2026

Uh oh!

LeoN192 commented May 19, 2026 • edited Loading Uh oh! There was an error while loading. Please reload this page.

Uh oh!

Uh oh!

LeoN192 commented May 27, 2026

Uh oh!

gsvgit commented May 28, 2026

Uh oh!

gsvgit commented May 29, 2026

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

gsvgit commented Jun 12, 2026

Uh oh!

LeoN192 commented Jun 12, 2026

Uh oh!

gsvgit left a comment

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

LeoN192 commented Sep 6, 2026

Uh oh!

Danil-Zaripov left a comment

Choose a reason for hiding this comment

Uh oh!

Choose a reason for hiding this comment

LeoN192 commented May 8, 2026 •

edited

Loading

LeoN192 commented May 15, 2026 •

edited

Loading

gsvgit May 26, 2026 •

edited

Loading

LeoN192 commented May 16, 2026 •

edited

Loading

LeoN192 commented May 19, 2026 •

edited

Loading