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如果我有一个函数组合 f(f(f(f(x))))
我如何将其编写为 C 中的函数?可以用递归算法写吗?
例如,如果我们有以下函数会发生什么:
f(x)=cosa*X1+cosb*X2 where x=(X1,X2)
最佳答案
这是我的一个示例玩具程序,这是一个将迭代与头尾递归进行比较的练习。
对这个问题进行了一些修改,它重新应用函数“wibble”N 次,并通过结构数组聚合 X0,X1,通过 reapply_f 迭代和递归函数构建系列。重构尾部调用优化版本,将代码变异回看起来像迭代。(仅使用 typedef 数组会出现问题,您无法从函数返回它,并且在传递给函数调用时没有按值调用语义。)
输出:
Iterative Series Technique
f0 = f(0.100000,0.900000)
f1 = f(1.000000,-0.800000)
f2 = f(0.200000,1.800000)
f3 = f(2.000000,-1.600000)
Head Recursive Series Technique
f0 = f(0.100000,0.900000)
f1 = f(1.000000,-0.800000)
f2 = f(0.200000,1.800000)
f3 = f(2.000000,-1.600000)
Tail Recursive Series Technique
f0 = f(0.100000,0.900000)
f1 = f(1.000000,-0.800000)
f2 = f(0.200000,1.800000)
f3 = f(2.000000,-1.600000)
Optimised Tail Recursive Series Technique
f0 = f(0.100000,0.900000)
f1 = f(1.000000,-0.800000)
f2 = f(0.200000,1.800000)
f3 = f(2.000000,-1.600000)
Tidied Optimised Tail Recursive Series Technique
f0 = f(0.100000,0.900000)
f1 = f(1.000000,-0.800000)
f2 = f(0.200000,1.800000)
f3 = f(2.000000,-1.600000)
和 C,显示了迭代和递归代码的相似性:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct aggregate {
double X[2];
} aggregate;
void display_series(int n, aggregate series[]) {
for (int i=0; i<=n; i++) {
printf( " f%d = f(%f,%f)\n", i, series[i].X[0], series[i].X[1]);
}
putchar( '\n');
}
void init_series(int n, aggregate series[]) {
series[0].X[0] = 0.1; series[0].X[1] = 0.9;
for (int i=1; i <= n; i++) {
series[ i].X[0] = 0.0; series[ i].X[1] = 0.0;
}
}
aggregate wibble( const aggregate in) {
aggregate out;
out.X[0] = in.X[0] + in.X[1];
out.X[1] = in.X[0] - in.X[1];
return out;
}
aggregate reapply_f_iterative(int n, aggregate (*f)(), aggregate series[]) {
for (int i=1; i <= n; i++) {
series[ i] = (*f)( series[ i-1]);
}
return series[n];
}
aggregate reapply_f_head_recursive(int n, aggregate (*f)(), aggregate series[]) {
if (n>0) {
reapply_f_head_recursive( n-1, f, series);
series[n] = (*f)( series[n-1]);
}
return series[n];
}
aggregate reapply_f_tail_recursive( int applied, int limit, aggregate (*f)(), aggregate series[]) {
if (applied >= limit) {
return series[ applied];
}
series[applied+1] = (*f)( series[ applied]);
return reapply_f_tail_recursive( ++applied, limit, f, series);
}
aggregate reapply_f_optimised_tail_recursive( int applied, int limit, aggregate (*f)(), aggregate series[]) {
RESTART:
if (applied >= limit) {
return series[ applied];
}
series[applied+1] = (*f)( series[ applied]);
++applied;
goto RESTART;
}
aggregate reapply_f_tidied_optimised_tail_recursive( int applied, int limit, aggregate (*f)(), aggregate series[]) {
for( ; applied < limit; ++applied) {
series[ applied+1] = (*f)( series[ applied]);
};
return series[ applied];
}
int main (int argc, char **argv) {
/* series 0..N */
size_t N = 3;
if (argc == 2) {
N = strtol( argv[ 1], NULL, 0);
}
aggregate *series = calloc( N+1, sizeof( aggregate));
printf( "Iterative Series Technique\n");
init_series( N, series);
(void) reapply_f_iterative( N, &wibble, series);
display_series( N, series);
printf( "Head Recursive Series Technique\n");
init_series( N, series);
(void) reapply_f_head_recursive( N, &wibble, series);
display_series( N, series);
printf( "Tail Recursive Series Technique\n");
init_series( N, series);
(void) reapply_f_tail_recursive( 0, N, &wibble, series);
display_series( N, series);
printf( "Optimised Tail Recursive Series Technique\n");
init_series( N, series);
(void) reapply_f_optimised_tail_recursive( 0, N, &wibble, series);
display_series( N, series);
printf( "Tidied Optimised Tail Recursive Series Technique\n");
init_series( N, series);
(void) reapply_f_tidied_optimised_tail_recursive( 0, N, &wibble, series);
display_series( N, series);
}
关于C 中的复合函数,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/24056515/
#include using namespace std; class C{ private: int value; public: C(){ value = 0;
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