单例数组的魔力从何而来？

Question

Vector{Missing}和之间的以下差异Vector{Int}让我感到惊讶（以积极的方式）：

julia> @btime fill(20, 10^7);
  15.980 ms (2 allocations: 76.29 MiB)

julia> @btime fill(missing, 10^7);
  20.603 ns (1 allocation: 80 bytes)

julia> Base.summarysize(fill(20, 10^7))
80000040

julia> Base.summarysize(fill(missing, 10^7))
40

julia> typeof(fill(20, 10^7))
Vector{Int64} (alias for Array{Int64, 1})

julia> typeof(fill(missing, 10^7))
Vector{Missing} (alias for Array{Missing, 1})

鉴于这fill(missing, n)不会产生像 那样的优化结构FillArray，那么这种对单例的优化是如何实现的呢？我猜想它会以某种方式自动从单例大小为零的事实中消失，但是如何呢？

我尝试阅读array.c和julia.h，但无法真正理解详细信息。也许真正的问题是运行时系统如何处理单例......？

Answer 1

基本答案是a = Array(T)Julia 总是分配sizeof(T)*length(a)+40字节。由于sizeof(Missing) == 0，这意味着它不会分配与长度相关的任何字节。

索引发生在 的第 569 行array.c，相关行是

jl_value_t *r = undefref_check((jl_datatype_t*)eltype, jl_new_bits(eltype, &((char*)a->data)[i * a->elsize]))

当数组大小为零时，a->data[i * a->elsize]引用 的开头a->data。然而，它的内容是完全无关的：当eltypehas 0时jl_datatype_size，jl_new_bits 忽略数据指针，而是instance从 中返回字段eltype，这是单例对象。