Question

function types上的Wikipedia文章列出了“高阶函数组合函数”的有趣声明：

int (*compose(int (*f)(int), int (*g)(int)))(int);

作为一项学习练习，我想在测试程序中实现此目标，但是失败了，编译器抛出了许多警告和错误。我的尝试：

int a(int x) {
    return x + 1;
}

int b(int x) {
    return x * 2;
}

int (*compose(int (*f)(int y), int (*g)(int z)))(int x) {
    return (*f)(x) - (*g)(x);
}

int main(void) {
    int x = 5;
    int r = (*compose)((*a)(x), (*b)(x))(x);
    printf("Compose result for x = %d: %d\n", x, r);

    return 0;
}

我很高兴能解释一下维基百科的声明与f(g(h(x)))之类的简单函数组成有何不同，以及如何实现，最好是使用类似于我的简单程序。

Answer 1

这里有几个问题要解决。

在C语言中，您不能在运行时动态地编写函数。仅在编译时静态地进行。因此，使用为compose选择的签名，您将无法获得所需的运行时合成。如果compose将返回一个（指向a的）函数-它只能返回一个预先存在的函数。（*）
在C语言中，当您使用函数的标识符（已经定义）时-类型实际上已经是函数指针，即“调用运算符”（或“括号运算符”）始终适用于函数指针。
您的语法有些偏离。

尝试对您的代码进行此修改：

#include <stdio.h> 

int a(int x) {
    return x + 1;
}

int b(int x) {
    return x * 2;
}

int compose(int (*f)(int y), int (*g)(int z), int x) {
    return f(x) - g(x);
}

int main(void) {
    int x = 5;
    int r = compose(a, b, x);
    printf("Compose result for x = %d: %d\n", x, r);

    return 0;
}

此compiles。

_{（*）-理论上，您可以执行运行时编译，并返回指向所得机器代码地址的链接，但这不是语言工具。实际上这是无关紧要的}

Answer 2

您的compose函数被声明为返回函数指针，但计算并返回一个int值。

也(*a)(x)调用a函数，并将int结果传递给compose，而不是指向函数a本身的指针。与b相同。

要解决您的问题，首先应使用指向函数compose和a的指针调用b：

int r = (*compose(&a, &b))(x);

然后，您需要使compose返回指向函数的指针，其中包括创建要返回的函数：

int (*f1)(int);
int (*f2)(int);

int compose_helper(int x)
{
    return f1(x) - f2(x);
}

int (*compose(int (*f1_)(int), int (*f2_)(int)))(int)
{
    f1 = f1_;
    f2 = f2_;
    return &compose_helper;
}

在C语言中，实际上没有很好的方法，因为函数组合不能在运行时完成，并且需要有全局状态。

作为一个旁注，我真的建议您为功能指针创建类型别名，以使其更易于阅读和理解。

如

typedef int (fp_type)(int);

fp_type *f1;
fp_type *f2;

fp_type *compose(fp_type *f1_, fp_type *f2_) { ... }

Answer 3

在C中，您无法在运行时创建新函数； compose只能返回预定义的函数。这是此类功能的简短示例：

int null(int x) { return 0; }
int f1(int x) { return x*x; }
int f2(int x) { return 2*x; }

int sub_f2_f1 ( int x ) { return f2(x)-f1(x); }
int sub_f1_f2 ( int x ) { return f1(x)-f2(x); }
/*...*/

int (*compose(int (*f)(int), int (*g)(int)))(int)
{
  if (f1==f2) return null;
  if (f2==null) return f1;
  if (f==f2 && g==f1) return sub_f2_f1;
  if (f==f1 && g==f2) return sub_f1_f2;
  /*...*/
  return 0;
}

用C中的函数指针定义和调用高阶函数组合函数

3 个答案: