在 C++ 中对作为数据给出的任意函数进行有效评估答案

【问题标题】：Efficient evaluation of arbitrary functions given as data, in C++在 C++ 中对作为数据给出的任意函数进行有效评估
【发布时间】：2016-09-05 02:49:59
【问题描述】：

考虑以下目标：

创建一个程序来解决：minimize f(x) 作为输入提供的任意 f 和 x。

如何设计一个可以接收f 和x 的描述并有效处理它的C++ 程序？

如果程序实际上是一个 C++ 库，那么可以显式地为f 和x 编写代码（可能从f 的某个基函数类和x 的状态类继承）。但是，如果程序是例如服务，并且用户正在以某种高级表示形式发送f 和x 的描述，例如，应该怎么办？ JSON 对象？

想到的想法 1- 将f 转换为内部函数表示（例如基本操作列表）。每当评估 f 时应用这些。问题：效率低下，除非每个操作都是批处理操作（例如，如果我们正在使用大型向量/矩阵进行向量或矩阵运算）。

2- 以某种方式生成 C++ 代码并编译代码以表示 x 和计算 f。有没有办法限制编译，只需要编译该代码，但其余代码已经“预编译”？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

mp library 和其他人使用的常用方法是创建一个表达式树（或 DAG）并使用某种nonlinear optimization 方法，该方法通常依赖于可以使用自动或数值微分计算的导数信息。

可以使用generic visitor 模式有效地遍历表达式树以进行评估。除非评估函数所花费的时间占优化时间的很大一部分，否则使用 JIT 可能有点过头了。

【讨论】：