使用递归的成对差异

Question

我被要求将这个伪代码翻译成 C 程序：

rep := 0
while A not empty:
    B := []
    for x in A, y in A:
        if x != y: append absolute_value(x - y) to B
    A := B
    rep := rep + 1

我最终得到了这个：

int iterateIt(int a_count, int* a) {
    unsigned long long i, j, k;
    unsigned long long count = a_count;

    for( i = 1 ; i < a_count ; i++ )
        count *= count-1;

    int *b = (int *) malloc(count * sizeof(int));
    count = 0;
    k = 0;
    for( i = 0 ; i < a_count ; i++ ){
        for( j = i ; j < a_count ; j++ ){
            if(a[i] != a[j]){
                b[k] = abs(a[i] - a[j]);
                k++;
            }
        }
    }

    if( k > 0){
        return 1 + iterateIt(k, b);
    }
    free(b);
    return 1;
}

我使用递归来返回算法的迭代次数。实际上，我取 A 的任何两个不同对象之间的差异，并将绝对值放在 B 中，我会在 B 上重复。 对于简单的输入，我得到了正确的结果，但我不明白为什么输入如下： 161 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 或41 352 9483 50000 （第一个数字是A的元素个数）

我收到分段错误错误。

感谢您的帮助

Answer 1

我认为您的count 是错误的。你的第二次迭代已经很了不起了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

size_t total_allocated = 0;

int iterateIt(int a_count, int* a) {
    unsigned long long i, j, k;
    unsigned long long count = a_count;

    for( i = 1 ; i < a_count ; i++ )
        count *= count-1;

    size_t size = count * sizeof(int);
    printf("Allocating %llu ints: %llu bytes\n", count, (unsigned long long)size);
    total_allocated += size;
    printf("Total allocated: %llu bytes\n", (unsigned long long)total_allocated);
    int *b = (int *) malloc(count * sizeof(int));
    count = 0;
    k = 0;
    for( i = 0 ; i < a_count ; i++ ){
        for( j = i ; j < a_count ; j++ ){
            if(a[i] != a[j]){
                b[k] = abs(a[i] - a[j]);
                k++;
            }
        }
    }

    if( k > 0){
        return 1 + iterateIt(k, b);
    }
    free(b);
    return 1;
}

int main (void)
{
    iterateIt(4, (int[4]){1,352,9483,50000});
    return 0;
}

结果：

Allocating 17292 ints: 69168 bytes
Total allocated: 69168 bytes
Allocating 12550317587327992670 ints: 13307782201892867448 bytes
Total allocated: 13307782201892936616 bytes

Answer 2

首先考虑这一行：

return 1 + iterateIt(k, b);

b 数组永远不会在此 return 上被释放，但如果 k 为零，它会释放。让我们重写这段代码来清理一下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

unsigned iterateIt(size_t a_count, int *a) {

    unsigned rep = 1;

    int *b = calloc(a_count * a_count, sizeof(int));

    size_t k = 0;

    for (size_t i = 0; i < a_count; i++) {
        for (size_t j = i + 1; j < a_count; j++) {
            if (a[i] != a[j]) {
                b[k++] = abs(a[i] - a[j]);
            }
        }
    }

    if (k > 0) {
        rep += iterateIt(k, b);
    }

    free(b);

    return rep;
}

int main() {

    int x[] = {1, 324, 54};

    printf("%u\n", iterateIt(sizeof(x) / sizeof(int), x));

    return 0;
}

观察a_count的值，程序尝试分配过多内存失败。

更新

由于矩阵的两半最终相同，我修复了上述代码以执行 OP 所做的操作，只处理矩阵的 1/2，即 j 从 i + 1 开始，因为两半最终相同.我也忽略了对角线，因为它总是零。然后代码完成了我的示例代码中的三个数字，但是当我将数组增加到四个值时再次爆炸。

我相信 OP 解决方案的递归性质是优雅的并且不是问题，但只是为了确认，这是一个无法执行的迭代解决方案，而不是由于缺少堆栈内存：

unsigned iterateIt(size_t a_count, int *a) {

    unsigned rep = 1;

    bool first_time = true;

    while (true) {

        int *b = calloc((a_count * a_count) / 2, sizeof(int));

        if (b == NULL) {
            perror("calloc failed!");
            exit(1);
        }

        size_t b_count = 0;

        for (size_t i = 0; i < a_count; i++) {
            for (size_t j = i + 1; j < a_count; j++) {
                if (a[i] != a[j]) {
                    b[b_count ++] = abs(a[i] - a[j]);
                }
            }
        }

        if (b_count == 0) {
            free(b);
            break;
        }

        if (first_time) {
            first_time = false;
        } else {
            free(a);
        }

        a = b;
        a_count = b_count;

        rep++;
    }

    return rep;
}