您可以在遞歸lambda中捕獲引用嗎？

Question

我已經使用帶有備注的遞歸解決方案完全解決了HackerRank（ https://www.hackerrank.com/challenges/ctci-recursive-staircase/problem ）上的一個特定問題：

std::map<int, int> memoize;

int davis_staircase(int n) {
    if (n == 0) {
        return 1;
    } else if (n < 0) {
        return 0;
    }

    auto find = memoize.find(n);
    if (find != memoize.end()) {
        return find->second;
    }

    int num_steps = davis_staircase(n - 1) + davis_staircase(n - 2) + davis_staircase(n - 3);
    memoize[n] = num_steps;

    return num_steps;
}

我想隱藏用作查詢的全局std::map （不使用類），並認為我會嘗試創建可以遞歸調用的lambda並通過引用來捕獲緩存/映射。 我嘗試了以下方法：

int davis_staircase_2(int n) {

    std::map<int, int> memo;

    //auto recurse = [&memo](int n) -> int {                    // attempt (1)
    //std::function<int(int)> recurse = [&memo](int n) -> int { // attempt (2)
    std::function<int(std::map<int, int>&, int)> recurse = [](std::map<int, int>& memo, int n) -> int { // attempt (3)
        if (n == 0) {
            return 1;
        } else if (n < 0) {
            return 0;
        }

        auto find = memo.find(n);
        if (find != memo.end()) {
            return find->second;
        }

        //int num_steps = recurse(n - 1) + recurse(n - 2) + recurse(n - 3); // attempt (1) or (2)
        int num_steps = recurse(memo, n - 1) + recurse(memo, n - 2) + recurse(memo, n - 3); // attempt (3)

        memo[n] = num_steps;

        return num_steps;
    };

    //return recurse(n); // attempt (1) or (2)
    return recurse(memo, n); // attempt (3)
}

我在上面交錯了3次稍有不同的嘗試，但是無法編譯。 我想做的是可能的嗎？

我在MacOS上使用clang：

Apple LLVM version 10.0.0 (clang-1000.10.44.4)
Target: x86_64-apple-darwin18.2.0
Thread model: posix

Answer 1

您忘記捕獲recurse ，因此您的代碼可能是

std::function<int(int)> recurse = [&recurse, &memo](int n) -> int { // attempt (2)

要么

std::function<int(int)> recurse = [&](int n) -> int { // attempt (2)

同樣，對於// attempt (3) ：

std::function<int(std::map<int, int>&, int)> recurse = [&recurse](std::map<int, int>& memo, int n) -> int { // attempt (3)

// attempt (1)無法按原樣固定，因為在定義recurse之前就使用了recurse類型。

要在沒有std::function情況下執行此操作，可以使用Y-combinator （對於通用lambda，需要C ++ 14）：

int davis_staircase_2(int n) {
    std::map<int, int> memo;
    auto recurse = [&memo](auto self, int n) -> int { // attempt (4)
        if (n == 0) {
            return 1;
        } else if (n < 0) {
            return 0;
        }

        auto find = memo.find(n);
        if (find != memo.end()) {
            return find->second;
        }

        int num_steps = self(self, n - 1) + self(self, n - 2) + self(self, n - 3); // attempt (4)

        memo[n] = num_steps;

        return num_steps;
    };
    return recurse(recurse, n); // attempt (4)
}

Answer 2

您不需要遞歸函數...

int stepPerms(int n) {

  std::map<int, int> memoize;

  memoize[-2] = 0;
  memoize[-1] = 0;
  memoize[0] = 1;

 for(int i=1;i<=n;++i)
 {
   memoize[i] = memoize[i - 1] + memoize[i - 2] + memoize[i-3];
 }

 return memoize[n];
}

Answer 3

您可以執行遞歸lambda，而無需類型擦除（std :: function）。 這是使用通用lambda來完成的：

auto recurse = [](auto lambda) {
    return [lambda](auto&&... args) {
        return lambda(lambda, std::forward<decltype(args)>(args)...);
    };
};

auto my_recursive_lambda = recurse([](auto self, std::map<int, int>& memo, int n) {
    if (n == 0) {
        return 1;
    } else if (n < 0) {
        return 0;
    }

    auto find = memo.find(n);
    if (find != memo.end()) {
        return find->second;
    }

    int num_steps = self(self, memo, n - 1) + self(self, memo, n - 2) + self(self, memo, n - 3);

    memo[n] = num_steps;

    return num_steps;
});

my_recursive_lambda(memo, n); // magic!

如果您確實需要c ++ 11，則需要std::function ：

auto recurse = std::function<int(std::map<int, int>&, int)>{};

recurse = [&recurse](std::map<int, int>& memo, int n) {
    // same as you tried.
}

或者，如果您放棄方便，則可以手動滾動lambda類型：

struct {
    auto operator()(std::map<int, int>& memo, int n) -> int {
        auto&& recurse = *this;
        if (n == 0) {
            return 1;
        } else if (n < 0) {
            return 0;
        }

        auto find = memo.find(n);
        if (find != memo.end()) {
            return find->second;
        }

        //int num_steps = recurse(n - 1) + recurse(n - 2) + recurse(n - 3); // attempt (1) or (2)
        int num_steps = recurse(memo, n - 1) + recurse(memo, n - 2) + recurse(memo, n - 3); // attempt (3)

        memo[n] = num_steps;

        return num_steps;
    }
} recurse{};