从递归到迭代

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

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。

2017-08-14 15:09:15

其他回答

有一种将递归遍历转换为迭代器的通用方法，即使用连接多个迭代器提供者的惰性迭代器(返回迭代器的lambda表达式)。请参阅我的将递归遍历转换为迭代器。

2017-11-14 04:45:56

Recursion is nothing but the process of calling of one function from the other only this process is done by calling of a function by itself. As we know when one function calls the other function the first function saves its state(its variables) and then passes the control to the called function. The called function can be called by using the same name of variables ex fun1(a) can call fun2(a). When we do recursive call nothing new happens. One function calls itself by passing the same type and similar in name variables(but obviously the values stored in variables are different,only the name remains same.)to itself. But before every call the function saves its state and this process of saving continues. The SAVING IS DONE ON A STACK.

现在堆栈开始发挥作用了。

因此，如果您编写了一个迭代程序，并每次将状态保存在堆栈上，然后在需要时从堆栈中弹出值，那么您已经成功地将递归程序转换为迭代程序!

证明是简单而分析的。

在递归中，计算机维护堆栈，而在迭代版本中，您将不得不手动维护堆栈。

仔细想想，只需将深度优先搜索(在图上)递归程序转换为dfs迭代程序。

祝你一切顺利!

2012-05-18 10:06:16

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。

2008-10-01 21:12:30

通常避免栈溢出的技术是递归函数，称为蹦床技术，被Java开发人员广泛采用。

然而，对于c#来说，这里有一个小的助手方法，可以将递归函数转换为迭代函数，而不需要改变逻辑或使代码难以理解。c#是一门很好的语言，用它可以做很多神奇的事情。

它的工作原理是用一个辅助方法来包装方法的各个部分。例如下面的递归函数:

int Sum(int index, int[] array)
{
 //This is the termination condition
 if (int >= array.Length)
 //This is the returning value when termination condition is true
 return 0;

//This is the recursive call
 var sumofrest = Sum(index+1, array);

//This is the work to do with the current item and the
 //result of recursive call
 return array[index]+sumofrest;
}

变成:

int Sum(int[] ar)
{
 return RecursionHelper<int>.CreateSingular(i => i >= ar.Length, i => 0)
 .RecursiveCall((i, rv) => i + 1)
 .Do((i, rv) => ar[i] + rv)
 .Execute(0);
}

2012-05-23 11:31:20