具有任意数量参数的函数的 C# 记忆[关闭]
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【中文标题】具有任意数量参数的函数的 C# 记忆[关闭]【英文标题】：C# Memoization of functions with arbitrary number of arguments [closed] 【发布时间】：2011-02-20 14:00:29 【问题描述】：我正在尝试为具有任意数量参数的函数创建一个记忆接口，但是我失败得很惨我觉得我的解决方案不是很灵活。我试图为一个函数定义一个接口，该接口在执行时会自动记忆，每个函数都必须实现这个接口。这是一个带有两个参数的指数移动平均函数的示例：
class EMAFunction:IFunction
Dictionary<List<object>, List<object>> map;
class EMAComparer : IEqualityComparer<List<object>>
private int _multiplier = 97;
public bool Equals(List<object> a, List<object> b)
List<object> aVals = (List<object>)a[0];
int aPeriod = (int)a[1];
List<object> bVals = (List<object>)b[0];
int bPeriod = (int)b[1];
return (aVals.Count == bVals.Count) && (aPeriod == bPeriod);
public int GetHashCode(List<object> obj)
// Don't compute hash code on null object.
if (obj == null)
return 0;
List<object> vals = (List<object>) obj[0];
int period = (int) obj[1];
return (_multiplier * period.GetHashCode()) + vals.Count;
public EMAFunction()
NumParams = 2;
Name = "EMA";
map = new Dictionary<List<object>, List<object>>(new EMAComparer());
#region IFunction Members
public int NumParams
get;
set;
public string Name
get;
set;
public object Execute(List<object> parameters)
if (parameters.Count != NumParams)
throw new ArgumentException("The num params doesn't match!");
if (!map.ContainsKey(parameters))
//map.Add(parameters,
List<double> values = new List<double>();
List<object> asObj = (List<object>)parameters[0];
foreach (object val in asObj)
values.Add((double)val);
int period = (int)parameters[1];
asObj.Clear();
List<double> ema = TechFunctions.ExponentialMovingAverage(values, period);
foreach (double val in ema)
asObj.Add(val);
map.Add(parameters, asObj);
return map[parameters];
public void ClearMap()
map.Clear();
#endregion
这是我对该函数的测试：
private void MemoizeTest()
DataSet dataSet = DataLoader.LoadData(DataLoader.DataSource.FROM_WEB, 1024);
List<String> labels = dataSet.DataLabels;
Stopwatch sw = new Stopwatch();
IFunction emaFunc = new EMAFunction();
List<object> parameters = new List<object>();
int numRuns = 1000;
long sumTicks = 0;
parameters.Add(dataSet.GetValues("open"));
parameters.Add(12);
// First call
for(int i = 0; i < numRuns; ++i)
emaFunc.ClearMap();// remove any memoization mappings
sw.Start();
emaFunc.Execute(parameters);
sw.Stop();
sumTicks += sw.ElapsedTicks;
sw.Reset();
Console.WriteLine("Average ticks not-memoized " + (sumTicks/numRuns));
sumTicks = 0;
// Repeat call
for (int i = 0; i < numRuns; ++i)
sw.Start();
emaFunc.Execute(parameters);
sw.Stop();
sumTicks += sw.ElapsedTicks;
sw.Reset();
Console.WriteLine("Average ticks memoized " + (sumTicks/numRuns));
更新： 感谢您指出我的 n00bish 错误...我总是忘记在秒表上调用 Reset！
我也见过another approach to memoization...它不提供n-argument memoization，但是我使用Interface 的方法并没有多大优势，因为我必须为每个函数编写一个类。有没有一种合理的方法可以将这些想法合并成更强大的东西？ 我想让记忆函数更容易，而不是让用户为他们打算使用的每个函数编写一个类。
【问题讨论】：
【参考方案1】：StopWatch.Stop 不会重置秒表，因此您会在每次启动/停止时累积时间。
例如
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
System.Threading.Thread.Sleep(100);
sw.Stop();
Debug.WriteLine(sw.ElapsedTicks);
sw.Start();
System.Threading.Thread.Sleep(100);
sw.Stop();
Debug.WriteLine(sw.ElapsedTicks);
给出以下结果
228221
454626
您可以每次使用StopWatch.Restart（Framework 4.0）重新启动秒表，如果不是Framework 4.0，您可以使用StopWatch.Reset重新设置秒表。
【讨论】：
【参考方案2】：首先，您需要在两次测试之间调用sw.Reset()。否则，第二次测试的结果将与第一次测试的时间相差。
其次，您可能不应该在比较器上的GetHashCode() 覆盖中使用vals.GetHashCode()，因为这将导致您为对象获取不同的哈希码，而这些代码将评估为true 用于您的Equals 覆盖。现在，我会担心确保等效对象总是获得相同的哈希码，而不是试图获得代码的均匀分布。如果哈希码不匹配，Equals 将永远不会被调用，因此您最终会多次处理相同的参数。
【讨论】：
好的，我修复了 GetHashCode 函数并调用了 Reset... 现在看起来好多了。我还看到了另一种完成记忆的好方法，关于如何概括它的任何建议：***.com/questions/633508/two-argument-memoization【参考方案3】：这个怎么样？先写一个单参数memoizer：
static Func<A, R> Memoize<A, R>(this Func<A, R> f)
var d = new Dictionary<A, R>();
return a=>
R r;
if (!d.TryGetValue(a, out r))
r = f(a);
d.Add(a, r);
return r;
;
直截了当。现在写一个函数元组：
static Func<Tuple<A, B>, R> Tuplify<A, B, R>(this Func<A, B, R> f)
return t => f(t.Item1, t.Item2);
还有一个去元组：
static Func<A, B, R> Detuplify<A, B, R>(this Func<Tuple<A, B>, R> f)
return (a, b) => f(Tuple.Create(a, b));
现在两个参数的记忆器很容易：
static Func<A, B, R> Memoize<A, B, R>(this Func<A, B, R> f)
return f.Tuplify().Memoize().Detuplify();
要编写一个三参数 memoizer，只需遵循以下模式：制作一个 3-tuplifier、一个 3-untuplifier 和一个 3-memoizer。
当然，如果你不需要它们，也没有必要将元组设为标称方法：
static Func<A, B, R> Memoize<A, B, R>(this Func<A, B, R> f)
Func<Tuple<A, B>, R> tuplified = t => f(t.Item1, t.Item2);
Func<Tuple<A, B>, R> memoized = tuplified.Memoize();
return (a, b) => memoized(Tuple.Create(a, b));
更新：如果没有元组类型，您会问该怎么做。你可以自己写；这并不难。或者你可以使用匿名类型：
static Func<T, R> CastByExample<T, R>(Func<T, R> f, T t) return f;
static Func<A, B, R> Memoize<A, B, R>(this Func<A, B, R> f)
var example = new A=default(A), B=default(B) ;
var tuplified = CastByExample(t => f(t.A, t.B), example);
var memoized = tuplified.Memoize();
return (a, b) => memoized(new A=a, B=b);
光滑，嗯？
更新：C# 7 现在在语言中内置了值元组；使用它们而不是滚动你自己的或使用匿名类型。
【讨论】：
那是个好主意...不幸的是，我使用的是 .NET 3.5，并且在一段时间内我将无法切换到 4.0。以上是否有.NET 3.5 兼容版本？ @Lirik：编写自己的元组类型并不难。诀窍是确保您得到正确的等式和哈希码计算。或者，有一些非常棘手的方法可以使匿名类型工作，这实际上与元组相同。 我喜欢匿名类型作为任意元组，您可能想指出，当您遇到系统定义的 [Func<...> ](msdn.microsoft.com/en-us/library/system.aspx) 时，您会这样做需要开始实施你自己的。不得不说，如果你正在这样做，也许是时候考虑将 f# 作为一种可能的候选语言了...... 哦，还有CastByExample的链接 和@ShuggyCoUK，太棒了！我不敢相信它工作得这么好！如果我可以多次投票赞成这个答案，我会！哈哈【参考方案4】：替代（元组和匿名类型）方法可能如下：
static void Main(string[] args)
var func = Memoize<int, int, int>(Func);
Console.WriteLine(func(3)(4));
Console.WriteLine(func(3)(5));
Console.WriteLine(func(2)(5));
Console.WriteLine(func(3)(4));
//lets pretend this is very-expensive-to-compute function
private static int Func(int i, int j)
return i + j;
private static Func<TArg1, Func<TArg2, TRes>> Memoize<TArg1, TArg2, TRes>(Func<TArg1, TArg2, TRes> func)
Func<TArg1, Func<TArg2, TRes>> func1 =
Memoize((TArg1 arg1) => Memoize((TArg2 arg2) => func(arg1, arg2)));
return func1;
private static Func<TArg, TRes> Memoize<TArg, TRes>(Func<TArg, TRes> func)
var cache = new Dictionary<TArg, TRes>();
return arg =>
TRes res;
if( !cache.TryGetValue(arg, out res) )
Console.WriteLine("Calculating " + arg.ToString());
res = func(arg);
cache.Add(arg, res);
else
Console.WriteLine("Getting from cache " + arg.ToString());
return res;
;
基于这两个 Memoize 函数，您可以轻松地为任意数量的 args 构建扩展。
【讨论】：
【参考方案5】：我最初来这里只是为了寻找一种无参数函数的抽象记忆方法。这不完全是问题的答案，但想分享我的解决方案，以防其他人来寻找简单的案例。
public static class MemoizationExtensions
public static Func<R> Memoize<R>(this Func<R> f)
bool hasBeenCalled = false; // Used to determine if we called the function and the result was the same as default(R)
R returnVal = default(R);
return () =>
// Should be faster than doing null checks and if we got a null the first time,
// we really want to memoize that result and not inadvertently call the function again.
if (!hasBeenCalled)
hasBeenCalled = true;
returnVal = f();
return returnVal;
;
如果您使用LinqPad，您可以使用以下代码通过使用LinqPad 超酷的Dump 方法轻松测试功能。
new List<Func<object>>(new Func<object>[]
() => "Entered func A1".Dump(); return 1; ,
() => "Entered func A2".Dump(); return default(int); ,
() => "Entered func B1".Dump(); return String.Empty; ,
() => "Entered func B2".Dump(); return default(string); ,
() => "Entered func C1".Dump(); return new Name = String.Empty; ,
() => "Entered func C2".Dump(); return null; ,
)
.ForEach(f =>
var f1 = MemoizationExtensions.Memoize(f);
Enumerable
.Range(1,3)
.Select(i=>new Run=i, Value=f1())
.Dump();
);
附：您需要在 LinqPad 脚本的代码中包含 MemoizationExtensions 类，否则它将无法工作！
【讨论】：
以上是关于具有任意数量参数的函数的 C# 记忆[关闭]的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章