在我多年的编程生涯中，我经常使用递归来解决简单的问题，但我完全意识到，有时由于内存/速度问题，您需要迭代。
所以，在很久以前的某个时候，我去尝试寻找是否存在任何“模式”或教科书上的方法来将常见的递归方法转换为迭代，但一无所获。至少我想不起有什么帮助。
有一般的规则吗? 有“模式”吗?
当前回答
只是消磨时间……递归函数
void foo(Node* node)
{
if(node == NULL)
return;
// Do something with node...
foo(node->left);
foo(node->right);
}
可转换为
void foo(Node* node)
{
if(node == NULL)
return;
// Do something with node...
stack.push(node->right);
stack.push(node->left);
while(!stack.empty()) {
node1 = stack.pop();
if(node1 == NULL)
continue;
// Do something with node1...
stack.push(node1->right);
stack.push(node1->left);
}
}
其他回答
只是消磨时间……递归函数
void foo(Node* node)
{
if(node == NULL)
return;
// Do something with node...
foo(node->left);
foo(node->right);
}
可转换为
void foo(Node* node)
{
if(node == NULL)
return;
// Do something with node...
stack.push(node->right);
stack.push(node->left);
while(!stack.empty()) {
node1 = stack.pop();
if(node1 == NULL)
continue;
// Do something with node1...
stack.push(node1->right);
stack.push(node1->left);
}
}
想想那些真正需要堆栈的东西:
如果我们考虑递归的模式为:
if(task can be done directly) {
return result of doing task directly
} else {
split task into two or more parts
solve for each part (possibly by recursing)
return result constructed by combining these solutions
}
例如，经典的河内塔
if(the number of discs to move is 1) {
just move it
} else {
move n-1 discs to the spare peg
move the remaining disc to the target peg
move n-1 discs from the spare peg to the target peg, using the current peg as a spare
}
这可以转化为一个循环工作在一个显式的堆栈，通过重申它为:
place seed task on stack
while stack is not empty
take a task off the stack
if(task can be done directly) {
Do it
} else {
Split task into two or more parts
Place task to consolidate results on stack
Place each task on stack
}
}
对于《河内塔》来说，这就变成了:
stack.push(new Task(size, from, to, spare));
while(! stack.isEmpty()) {
task = stack.pop();
if(task.size() = 1) {
just move it
} else {
stack.push(new Task(task.size() -1, task.spare(), task,to(), task,from()));
stack.push(new Task(1, task.from(), task.to(), task.spare()));
stack.push(new Task(task.size() -1, task.from(), task.spare(), task.to()));
}
}
在如何定义堆栈方面，这里有相当大的灵活性。你可以让你的堆栈成为一个Command对象列表，这些对象可以做一些复杂的事情。或者你可以走相反的方向，让它成为一个简单类型的列表(例如，一个“task”可能是一个int堆栈上的4个元素，而不是一个task堆栈上的一个元素)。
这意味着堆栈的内存在堆中，而不是在Java执行堆栈中，但这可能很有用，因为您可以更好地控制它。
通常，通过将通常传递给递归函数的参数推入堆栈，我将递归算法替换为迭代算法。事实上，您正在用自己的程序堆栈替换程序堆栈。
var stack = [];
stack.push(firstObject);
// while not empty
while (stack.length) {
// Pop off end of stack.
obj = stack.pop();
// Do stuff.
// Push other objects on the stack as needed.
...
}
注意:如果你在里面有多个递归调用，并且你想要保留调用的顺序，你必须以相反的顺序将它们添加到堆栈:
foo(first);
foo(second);
必须由
stack.push(second);
stack.push(first);
编辑:文章堆栈和递归消除(或文章备份链接)详细介绍了这个主题。
另一个使用堆栈将递归函数转换为迭代函数的简单而完整的示例。
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int GCD(int a, int b) { return b == 0 ? a : GCD(b, a % b); }
struct Par
{
int a, b;
Par() : Par(0, 0) {}
Par(int _a, int _b) : a(_a), b(_b) {}
};
int GCDIter(int a, int b)
{
stack<Par> rcstack;
if (b == 0)
return a;
rcstack.push(Par(b, a % b));
Par p;
while (!rcstack.empty())
{
p = rcstack.top();
rcstack.pop();
if (p.b == 0)
continue;
rcstack.push(Par(p.b, p.a % p.b));
}
return p.a;
}
int main()
{
//cout << GCD(24, 36) << endl;
cout << GCDIter(81, 36) << endl;
cin.get();
return 0;
}
实际上，最常见的方法是保留自己的堆栈。下面是一个C语言的递归快速排序函数:
void quicksort(int* array, int left, int right)
{
if(left >= right)
return;
int index = partition(array, left, right);
quicksort(array, left, index - 1);
quicksort(array, index + 1, right);
}
以下是我们如何通过保持自己的堆栈来实现迭代:
void quicksort(int *array, int left, int right)
{
int stack[1024];
int i=0;
stack[i++] = left;
stack[i++] = right;
while (i > 0)
{
right = stack[--i];
left = stack[--i];
if (left >= right)
continue;
int index = partition(array, left, right);
stack[i++] = left;
stack[i++] = index - 1;
stack[i++] = index + 1;
stack[i++] = right;
}
}
显然，这个例子没有检查堆栈边界……实际上，你可以根据最坏的情况来确定堆栈的大小。但你懂的。
