答案 0 :(得分:60)
维基百科上也有LISP的“蹦床”感:
在一些LISP实现中使用,a 蹦床是一个迭代循环 调用thunk返回函数。一个 单蹦床足够了 表达a的所有控制转移 程序;这样表达的程序是 蹦床或“蹦床式”; 将程序转换为蹦床 风格是蹦床。 Trampolined 函数可用于实现 尾递归函数调用 面向堆栈的语言
让我们说我们正在使用Javascript并希望以延续传递方式编写天真的Fibonacci函数。我们之所以这样做是不相关的 - 例如将Scheme移植到JS,或者使用我们必须使用的CPS来调用服务器端函数。
所以,第一次尝试是
function fibcps(n, c) {
if (n <= 1) {
c(n);
} else {
fibcps(n - 1, function (x) {
fibcps(n - 2, function (y) {
c(x + y)
})
});
}
}
但是,在Firefox中使用n = 25
运行此操作会出现错误“太多递归!”。现在这正是蹦床解决的问题(在Javascript中缺少尾调用优化)。不要对函数进行(递归)调用,而是让我们return
调用该函数的指令(thunk),以便在循环中进行解释。
function fibt(n, c) {
function trampoline(x) {
while (x && x.func) {
x = x.func.apply(null, x.args);
}
}
function fibtramp(n, c) {
if (n <= 1) {
return {func: c, args: [n]};
} else {
return {
func: fibtramp,
args: [n - 1,
function (x) {
return {
func: fibtramp,
args: [n - 2, function (y) {
return {func: c, args: [x + y]}
}]
}
}
]
}
}
}
trampoline({func: fibtramp, args: [n, c]});
}
答案 1 :(得分:34)
让我添加几个用蹦床实现的因子功能的例子,用不同的语言:
Scala的:
sealed trait Bounce[A]
case class Done[A](result: A) extends Bounce[A]
case class Call[A](thunk: () => Bounce[A]) extends Bounce[A]
def trampoline[A](bounce: Bounce[A]): A = bounce match {
case Call(thunk) => trampoline(thunk())
case Done(x) => x
}
def factorial(n: Int, product: BigInt): Bounce[BigInt] = {
if (n <= 2) Done(product)
else Call(() => factorial(n - 1, n * product))
}
object Factorial extends Application {
println(trampoline(factorial(100000, 1)))
}
爪哇:
import java.math.BigInteger;
class Trampoline<T>
{
public T get() { return null; }
public Trampoline<T> run() { return null; }
T execute() {
Trampoline<T> trampoline = this;
while (trampoline.get() == null) {
trampoline = trampoline.run();
}
return trampoline.get();
}
}
public class Factorial
{
public static Trampoline<BigInteger> factorial(final int n, final BigInteger product)
{
if(n <= 1) {
return new Trampoline<BigInteger>() { public BigInteger get() { return product; } };
}
else {
return new Trampoline<BigInteger>() {
public Trampoline<BigInteger> run() {
return factorial(n - 1, product.multiply(BigInteger.valueOf(n)));
}
};
}
}
public static void main( String [ ] args )
{
System.out.println(factorial(100000, BigInteger.ONE).execute());
}
}
C(不幸的是没有大数字实现):
#include <stdio.h>
typedef struct _trampoline_data {
void(*callback)(struct _trampoline_data*);
void* parameters;
} trampoline_data;
void trampoline(trampoline_data* data) {
while(data->callback != NULL)
data->callback(data);
}
//-----------------------------------------
typedef struct _factorialParameters {
int n;
int product;
} factorialParameters;
void factorial(trampoline_data* data) {
factorialParameters* parameters = (factorialParameters*) data->parameters;
if (parameters->n <= 1) {
data->callback = NULL;
}
else {
parameters->product *= parameters->n;
parameters->n--;
}
}
int main() {
factorialParameters params = {5, 1};
trampoline_data t = {&factorial, ¶ms};
trampoline(&t);
printf("\n%d\n", params.product);
return 0;
}
答案 2 :(得分:18)
我将举一个例子,我在一个反作弊补丁中用于在线游戏。
我需要能够扫描游戏正在加载的所有文件以进行修改。所以我发现最强大的方法是使用蹦床来创建CreateFileA。因此,当游戏启动时,我会使用GetProcAddress找到CreateFileA的地址,然后我会修改函数的前几个字节并插入汇编代码,这些代码会跳转到我自己的“trampoline”函数,在那里我会做一些事情,并且然后我会在我的jmp代码后跳回到CreateFile中的下一个位置。能够可靠地做到这一点有点棘手,但基本的概念只是挂钩一个函数,强制它重定向到另一个函数,然后跳回原来的函数。
编辑:Microsoft有一个可以看到的类型的框架。被称为Detours
答案 3 :(得分:7)
以下是嵌套函数的示例:
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/* sort an array, starting at address `base`,
* containing `nmemb` members, separated by `size`,
* comparing on the first `nbytes` only. */
void sort_bytes(void *base, size_t nmemb, size_t size, size_t nbytes) {
int compar(const void *a, const void *b) {
return memcmp(a, b, nbytes);
}
qsort(base, nmemb, size, compar);
}
compar
不能是外部函数,因为它使用的nbytes
仅在sort_bytes
调用期间存在。在某些体系结构中,一个小的存根函数 - trampoline - 在运行时生成,并包含sort_bytes
的当前调用的堆栈位置。调用时,它会跳转到compar
代码,并传递该地址。
在PowerPC这样的体系结构中不需要这种混乱,其中ABI指定函数指针实际上是“胖指针”,该结构包含指向可执行代码的指针和另一个指向数据的指针。但是,在x86上,函数指针只是一个指针。
答案 4 :(得分:6)
我目前正在尝试为Scheme解释器实现尾调用优化的方法,所以目前我正试图弄清楚蹦床是否适合我。
据我了解,它基本上只是一系列由trampoline函数执行的函数调用。每个函数都被称为thunk并返回计算的下一步,直到程序终止(空的继续)。
这是我写的第一段代码,用于提高我对蹦床的理解:
#include <stdio.h>
typedef void *(*CONTINUATION)(int);
void trampoline(CONTINUATION cont)
{
int counter = 0;
CONTINUATION currentCont = cont;
while (currentCont != NULL) {
currentCont = (CONTINUATION) currentCont(counter);
counter++;
}
printf("got off the trampoline - happy happy joy joy !\n");
}
void *thunk3(int param)
{
printf("*boing* last thunk\n");
return NULL;
}
void *thunk2(int param)
{
printf("*boing* thunk 2\n");
return thunk3;
}
void *thunk1(int param)
{
printf("*boing* thunk 1\n");
return thunk2;
}
int main(int argc, char **argv)
{
trampoline(thunk1);
}
结果:
meincompi $ ./trampoline
*boing* thunk 1
*boing* thunk 2
*boing* last thunk
got off the trampoline - happy happy joy joy !
答案 5 :(得分:0)
对于C,蹦床将是一个函数指针:
size_t (*trampoline_example)(const char *, const char *);
trampoline_example= strcspn;
size_t result_1= trampoline_example("xyzbxz", "abc");
trampoline_example= strspn;
size_t result_2= trampoline_example("xyzbxz", "abc");
编辑:编译器会隐式生成更多深奥的蹦床。一种这样的用途是跳转表。 (虽然显然有更复杂的,但是你开始尝试生成复杂的代码。)
答案 6 :(得分:0)
现在C#具有Local Functions,可以用蹦床优雅地解决Bowling Game coding kata:
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Game
{
internal static int RollMany(params int[] rs)
{
return Trampoline(1, 0, rs.ToList());
int Trampoline(int frame, int rsf, IEnumerable<int> rs) =>
frame == 11 ? rsf
: rs.Count() == 0 ? rsf
: rs.First() == 10 ? Trampoline(frame + 1, rsf + rs.Take(3).Sum(), rs.Skip(1))
: rs.Take(2).Sum() == 10 ? Trampoline(frame + 1, rsf + rs.Take(3).Sum(), rs.Skip(2))
: Trampoline(frame + 1, rsf + rs.Take(2).Sum(), rs.Skip(2));
}
}
方法Game.RollMany
会被多次滚动调用:如果没有备用零件或罢工,通常会滚动20次。
第一行立即调用蹦床功能:return Trampoline(1, 0, rs.ToList());
。此局部函数递归遍历rolls数组。本地函数(蹦床)允许遍历从两个附加值开始:以frame
1和rsf
(到目前为止的结果)0开头。
在本地函数中,有一个三元运算符可以处理五种情况:
通过再次调用蹦床来继续遍历,但是现在具有更新的值。
有关更多信息,请搜索:“ tail recursion accumulator”。请记住,编译器不会优化尾递归。因此,尽管这种解决方案可能很优雅,但它可能不会被禁食。
答案 7 :(得分:-2)
typedef void* (*state_type)(void);
void* state1();
void* state2();
void* state1() {
return state2;
}
void* state2() {
return state1;
}
// ...
state_type state = state1;
while (1) {
state = state();
}
// ...