如何解决嵌套函数指针或函数组合
我正在研究微积分运算的 C 实现(例如导数、积分等...)。例如,这里是我的 derivative
函数的模板定义:
double derivative(double (*f)(double),double x);
假设我想计算 exp
在 1 处的导数,那么调用将是:derivative(exp,1);
非常基本的东西。现在我的问题是,我将如何(如果可能的话)将合成传递给我的 derivative
函数?我试图通过 exp(cos)
这让我
error: passing 'double (double)' to parameter of incompatible type 'double'
。
我该怎么做?甚至有可能吗?
解决方法
我想你是在要求这个:
double composition(double x) {
return exp(cos(x));
}
derivative(composition,1);
许多语言允许您执行以下操作,但 C 没有匿名函数:
derivative(x => exp(cos(x)),1);
,
C 没有任何函数组合操作。要计算 exp∘cos 的导数,您可以定义一个函数 expcos
:
double expcos(double x)
{
return exp(cos(x));
}
并取其导数。
对于更通用的解决方案,您可以修改您的派生例程,以采用函数指针和 const void *
来转发到函数。该函数会将 const void *
作为参数,将其转换为指向该函数特定类型的 const
结构的指针,并从该结构中获取数据。然后可以使用 compose
函数实现函数组合,该函数使用包含两个函数指针的结构。但是,这意味着您需要为普通函数(如 exp
和 cos
)使用代理例程,这些函数接受但忽略 const void *
。
如果您想对组合进行某种运行时控制,您可以编写一个函数,将函数指针数组计算为组合:
// calls functions in reverse order
double compose(size_t n,double (* const fc[])(double),double x)
{
while (n--)
{
x = fc[n](x);
}
return x;
}
这可以从您的衍生函数的另一个版本调用:
double derivative_composed(size_t n,double x)
{
// Example implementation for illustrative purpose only.
double fx,fxh,h;
h = x / 1e10;
if (h == 0)
{
h = 1e-10;
}
fx = compose(n,fc,x);
fxh = compose(n,x + h);
return (fxh - fx) / h;
}
为避免重复代码,您的原始 derivative
函数可以更改为使用单个函数调用 derivative_composed
的包装器:
double derivative(double (* const f),double x)
{
return derivative_composed(1,&f,x);
}
示例用法:
int main(void)
{
double (* const fc[2])(double) = { exp,cos };
double x = 1.0;
double xprime = derivative_composed(2,x);
printf("x = %f,xprime = %f\n",x,xprime);
}
输出:
x = 1.000000,xprime = -1.444407
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