使用堆栈递归循环答案

【问题标题】：Recursion to loop using a stack使用堆栈递归循环
【发布时间】：2014-12-10 22:18:19
【问题描述】：

我想使用堆栈和循环将以下程序转换为非递归代码：

void write(int n) {
    if (n>0) {
        write(n-1);
        cout << n << " ";
        write(n-1);
    }
}

这是我正在使用的代码，但目前不起作用，我不知道为什么：

stack<int> S;
S.push(n);
while (not S.empty()) {
    int k = S.top(); 
    S.pop()
    if (k>0) {
        S.push(k-1);
        cout<<k<<" ";
        S.push(k-1);
    }
}

它不起作用，我不知道如何模拟该递归。我认为将等效的递归调用推入堆栈就足够了。

谢谢

【问题讨论】：

避免双重S.push(k-1);
我需要两次推送，因为有 2 个记录。调用 write 函数，否则它只会写入从 n 到 1 的数字。
@DieterLücking 在递归中有双重调用，所以不是问题
@Ruben 你的假设是错误的，如果只有一个电话就等价了
那怎么一通电话呢？

标签： c++ loops recursion stack

【解决方案1】：

问题是你做了 2 次推送到堆栈，但首先 write() 在所有调用链的打印之前被递归调用。

这是您的递归调用的迭代等效项：

std::stack<int> S;
for( int i = n; i > 0; --i )
   S.push( i );

while( not S.empty() ) {
    int k = S.top();
    S.pop();
    for( int i = k - 1; i > 0; --i ) {
        S.push( i );
    }
    std::cout << k << " ";
}

【讨论】：

【解决方案2】：

您的问题是对write(n - 1) 的第一次调用发生在输出之前，但弹出值的评估发生在它之后。

您可以让您的堆栈模拟实际的激活记录：

enum Action
{
  Call, Write
};

struct Record
{
  Action action;
  int arg;
};

stack<Record> S;
S.push({Call, n});
while (not S.empty()) {
  auto rec = S.top();
  S.pop()
  switch (rec.action) {
    case Call:
      if (rec.arg > 0) {
        S.push({Call, rec.arg - 1}); // corresponds to 2nd write() call
        S.push({Write, rec.arg});
        S.push({Call, rec.arg - 1}); // corresponds to 1st write() call
      }
      break;
    case Write:
      std::cout << rec.arg << ' ';
      break;
  }
}

【讨论】：

所以你区分了我们什么时候必须写和什么时候必须推动？在这种情况下，您永远不会更改 Rec.arg ？
@Ruben 我为什么要改变它？它只是从堆栈中读取的值。这就像在原始递归函数中更改 n 的值。
nvm，刚刚意识到你推送的方式：p
所以有一个变量表示需要做什么。如果有更多的情况，比如说 3，这个变量会有 3 个值吗？并且ofc开关会相应改变？
@Ruben 是的，会的。