C ++動態定義函數

Question

我正在使用Visual C ++在控制台計算器上工作，正在創建一種讓用戶定義自定義線性函數的方法。 這是讓我感到困惑的地方：一旦獲得用戶所需的函數名稱，斜率和y軸截距，我就需要使用該數據來創建可調用函數，然后將其傳遞給muParser。

在muParser中，您可以這樣定義自定義函數：

double func(double x)
{
    return 5*x + 7; // return m*x + b;
}

MyParser.DefineFun("f", func);
MyParser.SetExpr("f(9.5) - pi");
double dResult = MyParser.Eval();

如何根據用戶輸入的值“ m”和“ b”動態創建類似這樣的函數，並將其傳遞給“ DefineFun（）”方法？ 這是我到目前為止的內容：

void cb_SetFunc(void)
{
    string FuncName, sM, sB;
    double dM, dB;
    bool GettingName = true;
    bool GettingM = true;
    bool GettingB = true;
    regex NumPattern("[+-]?(?:0|[1-9]\\d*)(?:\\.\\d*)?(?:[eE][+\\-]?\\d+)?");

    EchoLn(">>> First, enter the functions name. (Enter 'cancel' to abort)");
    EchoLn(">>> Only letters, numbers, and underscores can be used.");

    try
    {
        do // Get the function name
        {
            Echo(">>> Enter name: ");
            FuncName = GetLn();
            if (UserCanceled(FuncName)) return;

            if (!ValidVarName(FuncName))
            {
                EchoLn(">>> Please only use letters, numbers, and underscores.");
                continue;
            }
            GettingName = false;

        } while (GettingName);

        do // Get the function slope
        {
            Echo(">>> Enter slope (m): ");
            sM = GetLn();
            if (UserCanceled(sM)) return;

            if (!regex_match(sM, NumPattern))
            {
                EchoLn(">>> Please enter any constant number.");
                continue;
            }
            dM = atof(sM.c_str());
            GettingM = false;

        } while (GettingM);

        do // Get the function y-intercept
        {
            Echo(">>> Enter y-intercept (b): ");
            sB = GetLn();
            if (UserCanceled(sB)) return;

            if (!regex_match(sB, NumPattern))
            {
                EchoLn(">>> Please enter any constant number.");
                continue;
            }
            dB = atof(sB.c_str());
            GettingB = false;

        } while (GettingB);

            // ------------
            // TODO: Create function from dM (slope) and
            // dB (y-intercept) and pass to 'DefineFun()'
            // ------------
    }
    catch (...)
    {
        ErrMsg("An unexpected error occured while trying to set the function.");
    }
}

我當時在想，沒有一種方法可以為每個用戶定義的函數定義一個單獨的方法。 我需要做一個vector<pair<double, double>> FuncArgs; 跟蹤適當的斜率和y軸截距，然后從函數中動態調用它們？ 將其傳遞給DefineFun(FuncStrName, FuncMethod)時，如何指定要使用的一對？

Answer 1

您需要的（除了腳本語言解釋器之外）被稱為“蹦床” 。 沒有標准的解決方案來創建這些代碼，特別是因為它涉及在運行時創建代碼。

當然，如果您接受固定數量的蹦床，則可以在編譯時創建它們。 如果它們都是線性的，則可能會更容易：

const int N = 20; // Arbitrary
int m[N] = { 0 };
int b[N] = { 0 };
template<int I> double f(double x) { return m[I] * x + b; }

這定義了一組20個函數f<0>...f<19> ，分別使用m[0]...m[19] 。

編輯：

// Helper class template to instantiate all trampoline functions.
double (*fptr_array[N])(double) = { 0 };
template<int I> struct init_fptr<int I> {
  static const double (*fptr)(double) = fptr_array[I] = &f<I>;
  typedef init_fptr<I-1> recurse;
};
template<> struct init_fptr<-1> { };

Answer 2

GiNaC是C ++庫，可以解析和評估數學表達式。

Answer 3

嘗試將一些腳本語言嵌入到您的應用程序中。 多年前，我將Tcl用於類似目的-但我不知道當前最好的選擇是什么。

您可以從Tcl開始，也可以自己搜索更好的東西：

請參閱： 將Tcl / Tk添加到C應用程序

Answer 4

我會保持簡單：

#include <functional>

std::function<double(double)> f;   // this is your dynamic function

int slope, yintercept;             // populate from user input

f = [=](double x) -> double { return slope * x + yintercept; };

現在，您可以將對象f傳遞給解析器，然后解析器可以隨意調用f(x) 。 函數對象打包捕獲的slope和yintercept值。

Answer 5

生成可綁定到boost功能的固定功能數組。

有人已經說過類似的方法，但是由於我花了一些時間編寫代碼，所以還是可以的。

#include <boost/function.hpp>

enum {
    MAX_FUNC_SLOTS = 255
};

struct FuncSlot
{
    double (*f_)(double);
    boost::function<double(double)> closure_;
};

FuncSlot s_func_slots_[MAX_FUNC_SLOTS];

template <int Slot>
struct FuncSlotFunc
{
    static void init() {
        FuncSlotFunc<Slot-1>::init();
        s_func_slots_[Slot - 1].f_ = &FuncSlotFunc<Slot>::call;
    }
    static double call(double v) {
        return s_func_slots_[Slot - 1].closure_(v);
    }
};
template <> struct FuncSlotFunc<0> {
    static void init() {}
};

struct LinearTransform
{
    double m_;
    double c_;
    LinearTransform(double m, double c)
        : m_(m)
        , c_(c)
    {}
    double operator()(double v) const {
        return (v * m_) + c_;
    }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    FuncSlotFunc<MAX_FUNC_SLOTS>::init();

    s_func_slots_[0].closure_ = LinearTransform(1, 0);
    s_func_slots_[1].closure_ = LinearTransform(5, 1);

    std::cout << s_func_slots_[0].f_(1.0) << std::endl; // should print 1
    std::cout << s_func_slots_[1].f_(1.0) << std::endl; // should print 6

    system("pause");
    return 0;
}

因此，您可以使用以下命令獲取函數指針：s_func_slots_ [xxx] .f_並使用s_func_slots_ [xxx] .closure_設置操作