akr*_*hit 53 c++ memoization c++11
寻找一种方法来实现一个通用的通用memoization函数,它将获取一个函数并返回相同的memoized版本？
在python中寻找像@memo(来自Norving的网站)装饰的东西.
def memo(f):
table = {}
def fmemo(*args):
if args not in table:
table[args] = f(*args)
return table[args]
fmemo.memo = table
return fmemo
更一般的是,有没有办法在C++中表达泛型和可重用的装饰器,可能使用C++ 11的新功能？
Joh*_*esD 41
一个返回lambda的紧凑型:
template <typename R, typename... Args>
std::function<R (Args...)> memo(R (*fn)(Args...)) {
std::map<std::tuple<Args...>, R> table;
return [fn, table](Args... args) mutable -> R {
auto argt = std::make_tuple(args...);
auto memoized = table.find(argt);
if(memoized == table.end()) {
auto result = fn(args...);
table[argt] = result;
return result;
} else {
return memoized->second;
}
};
}
在C++ 14中,可以使用广义返回类型推导来避免返回所带来的额外间接std::function.
使其完全通用,允许传递任意函数对象而不std::function首先包装它们作为读者的练习.
Yak*_*ont 21
在C++中进行memoization的正确方法是将Y-combinator混合在一起.
您的基本功能需要修改.它不是直接调用自身,而是将模板化引用作为其第一个参数(或者,std::function<Same_Signature>递归作为其第一个参数).
我们从Y-combinator开始.然后我们在其上添加一个缓存operator()并将其重命名为memoizer,并为其提供一个固定的签名(对于该表).
唯一剩下的就是写一个tuple_hash<template<class...>class Hash>在元组上做哈希的东西.
可以记忆的函数的类型是(((Args...)->R), Args...) -> R,这使得memoizer成为类型( (((Args...) -> R), Args...) -> R ) -> ((Args...) -> R).使用Y-combinator来生成"传统"递归实现也很有用.
请注意,如果memoized函数在调用期间修改其args,则memoizer会将结果缓存在错误的位置.
struct wrap {};
template<class Sig, class F, template<class...>class Hash=std::hash>
struct memoizer;
template<class R, class...Args, class F, template<class...>class Hash>
struct memoizer<R(Args...), F, Hash> {
using base_type = F;
private:
F base;
std::unordered_map< std::tuple<std::decay_t<Args>...>, R, tuple_hash<Hash> > cache;
public:
template<class... Ts>
R operator()(Ts&&... ts) const
{
auto args = std::make_tuple(ts...);
auto it = cache.find( args );
if (it != cache.end())
return it->second;
auto&& retval = base(*this, std::forward<Ts>(ts)...);
cache.emplace( std::move(args), retval );
return decltype(retval)(retval);
}
template<class... Ts>
R operator()(Ts&&... ts)
{
auto args = std::tie(ts...);
auto it = cache.find( args );
if (it != cache.end())
return it->second;
auto&& retval = base(*this, std::forward<Ts>(ts)...);
cache.emplace( std::move(args), retval );
return decltype(retval)(retval);
}
memoizer(memoizer const&)=default;
memoizer(memoizer&&)=default;
memoizer& operator=(memoizer const&)=default;
memoizer& operator=(memoizer&&)=default;
memoizer() = delete;
template<typename L>
memoizer( wrap, L&& f ):
base( std::forward<L>(f) )
{}
};
template<class Sig, class F>
memoizer<Sig, std::decay_t<F>> memoize( F&& f ) { return {wrap{}, std::forward<F>(f)}; }
auto fib = memoize<size_t(size_t)>(
[](auto&& fib, size_t i)->size_t{
if (i<=1) return 1;
return fib(i-1)+fib(i-2);
}
);
尽管@KerrekSB发布了另一个答案的链接，但我也将我的答案也放入了环中（它可能比链接的答案稍微复杂一些，尽管从本质上讲非常相似）：
#include <functional>
#include <map>
#include <tuple>
#include <utility>
/*! \brief A template functor class that can be utilized to memoize any
* given function taking any number of arguments.
*/
template <typename R, typename... Args>
struct memoize_wrapper
{
private:
std::map<std::tuple<Args...>, R> memo_;
std::function<R(Args...)> func_;
public:
/*! \brief Auto memoization constructor.
*
* \param func an the std::function to be memoized.
*/
memoize_wrapper(std::function<R(Args...)> func)
: func_(func)
{ }
/*! \brief Memoization functor implementation.
*
* \param a Argument values that match the argument types for the
* (previously) supplied function.
* \return A value of return type R equivalent to calling func(a...).
* If this function has been called with these parameters
* previously, this will take O(log n) time.
*/
R operator()(Args&&... a)
{
auto tup = std::make_tuple(std::forward<Args>(a)...);
auto it = memo_.find(tup);
if(it != memo_.end()) {
return it->second;
}
R val = func_(a...);
memo_.insert(std::make_pair(std::move(tup), val));
return val;
}
}; //end struct memoize_wrapper
编辑：用法示例：
Edit2：如前所述，这不适用于递归函数。
#include "utility/memoize_wrapper.hpp"
#include <memory>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
long factorial(long i)
{
long result = 1;
long current = 2;
while(current <= i) {
result *= current;
++current;
}
return result;
}
int main()
{
std::vector<int> arg {10, 9, 8, 7, 6, 10, 9, 8, 7, 6};
std::transform(arg.begin(), arg.end(), arg.begin(), memoize_wrapper<long, long>(factorial));
for(long i : arg) {
std::cout << i << "\n";
}
}
我在同样的问题上挣扎。我创建的宏也支持（在递归代码中稍作修改）递归。这里是：
#include <map>
#include <tuple>
#define MEMOIZATOR(N, R, ...) \
R _ ## N (__VA_ARGS__); \
std::map<std::tuple<__VA_ARGS__>, R> _memo_ ## N; \
template <typename ... Args> \
R N (Args ... args) { \
auto& _memo = _memo_ ## N; \
auto result = _memo.find(std::make_tuple(args...)); \
if (result != _memo.end()) { \
return result->second; \
} \
else { \
auto result = _ ## N (args...); \
_memo[std::make_tuple(args...)] = result; \
return result; \
} \
}
用法很简单：
MEMOIZATOR(fibonacci, long int, int);
long int _fibonacci(int n) { // note the leading underscore
// this makes recursive function to go through wrapper
if (n == 1 or n == 2) {
return 1;
}
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
fibonacci(40) // uses memoizator so it works in linear time
// (try it with and without memoizator)
看到它在行动：http : //ideone.com/C3JEUT :)
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