没有堆栈帧代码重复的递归转换

Question

我有以下伪代码：

function X(data, limit, level = 0)
{
    result = [];
    foreach (Y(data, level) as entity) {
        if (level < limit) {
            result = result + X(entity, limit, level + 1);
        } else {
            //trivial recursion case:
            result = result + Z(entity);
        }
    }
    return result;
}

我需要把它变成一个普通的（例如，没有递归调用）。到目前为止，我对如何优雅地做到这一点一无所知。在this 的回答之后，我看到我必须构建整个堆栈帧，它们基本上是代码重复（即，我将一次又一次地放置相同的代码并使用不同的返回地址）。

或者我尝试了 these suggestions 之类的东西 - 有一个短语

1. 查找不是尾调用的递归调用。
2. 确定该调用与其返回语句之间正在完成的工作。

但我不明白在内部循环中发生的情况下如何识别“工作”。

所以，我的问题是，上面的所有示例都提供了“可以轻松识别工作”的情况，因为函数内部没有控制指令。我了解编译级别递归背后的概念，但我要避免的是代码重复。所以，

我的问题：如何处理上述伪代码的转换，这并不意味着模拟堆栈帧的代码重复？

Answer 1

它看起来像是一种算法，将嵌套数据结构（列表的列表）降级并将其展平为单个列表。在问题中有这样一个简单的描述会很好。

为此，您需要跟踪多个索引/迭代器/游标，在您下降的每一层都有一个。递归实现通过使用调用堆栈来做到这一点。非递归实现需要manually-implemented stack data structure，您可以在其中推送/弹出内容。

由于您不必在调用堆栈上保存上下文（寄存器）和返回地址，只需保存实际的迭代器（例如数组索引），这样可以节省更多空间。

当您循环 Y 的结果并需要调用 X 或 Z 时，将当前状态压入堆栈。分支回到foreach 的开头，并在新实体上调用 Y。当你到达一个循环的末尾时，如果有的话，弹出旧的状态，然后在循环的中间继续。