C ++中的记忆函子包装器

Question

这是我为函数编写的通用记忆包装器。它使用tuplehash。

template<typename R, typename... Args>
class memofunc{
    typedef R (*func)(Args...);
    func fun_;
    unordered_map<tuple<Args...>, R, tuplehash::hash<tuple<Args...> > > map_;
public:
    memofunc(func fu):fun_(fu){}
    R operator()(Args&&... args){
    auto key = make_tuple(std::forward<Args>(args)...);
    auto q = map_.find(key);
    if(q == map_.end()){
        R res = fun_(std::forward<Args>(args)...);
        map_.insert({key,res});
        return res;
    }else{
        return q->second;
    }
    }
};

斐波那契数的用法示例。

long long fibo(long long x){
    static memofunc<long long, long long> memf(fibo);
    // try to replace fibo with this new fibo but doesn't work, why?
    // function<long long(long long)> fibo = memf; 

    if(x <= 2) return 1;
    // this works but involves changing the original code.
    // how to write code such that I dont need to manually add this code in?
    return memf(x-1) + memf(x-2); 
    // old code
    // return fibo(x-1) + fibo(x-2);
}

问题是，理想情况下，我可以在递归函数的开头添加几行并完成记忆。但是简单的替换是行不通的，这就是我卡住的地方。

Answer 1

您的问题似乎是您在每次函数调用时都制作了一份记忆器的本地副本，然后将其销毁。

这是一个简单的单参数版本的记忆器，它似乎可以工作：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <unordered_map>

template<typename Sig, typename F=Sig* >
struct memoize_t;
template<typename R, typename Arg, typename F>
struct memoize_t<R(Arg), F> {
  F f;
  mutable std::unordered_map< Arg, R > results;
  template<typename... Args>
  R operator()( Args&&... args ) const {
    Arg a{ std::forward<Args>(args)... }; // in tuple version, std::tuple<...> a
    auto it = results.find(a);
    if (it != results.end())
      return it->second;
    R retval = f(a); // in tuple version, use a tuple-to-arg invoker
    results.emplace( std::forward<Arg>(a), retval ); // not sure what to do here in tuple version
    return retval;
  }
};

template<typename F>
memoize_t<F> memoize( F* func ) {
  return {func};
}

int foo(int x) {
  static auto mem = memoize(foo);
  auto&& foo = mem;
  std::cout << "processing...\n";
  if (x <= 0) return foo(x+2)-foo(x+1); // bwahaha
  if (x <= 2) return 1;
  return foo(x-1) + foo(x-2);;
}
int main() {
  std::cout << foo(10) << "\n";
}

live example

请注意，foo(10) 只调用了 10 次 foo。

这也承认：

#define CAT2(A,B,C) A##B##C
#define CAT(A,B,C) CAT2(A,B,C)
#define MEMOIZE(F) \
  static auto CAT( memoize_static_, __LINE__, F ) = memoize(F); \
  auto&& F = CAT( memoize_static_, __LINE__, F )

int foo(int x) {
  MEMOIZE(foo);
  std::cout << "processing...\n";
  if (x <= 0) return 0;
  if (x <= 2) return 1;
  return foo(x-1) + foo(x-2);;
}

对于喜欢宏的人来说。

3 步版本可能会更好。

首先，前导函数和 memoizer 包装器的前向声明。

其次，在函数内部，函数名的别名，所以递归调用使用记忆函数。

第三，在函数声明之后，函数名的别名，所以外部调用也使用memoized版本。

上面的代码只记录递归调用，而不是初始调用。