无需太多递归即可解码霍夫曼代码

Question

我刚刚使用 Scala 实现了 Huffman 代码。但是，我的一项功能在大文件上效果不佳。是解码函数，我用了太多递归：

def decode(tree: BinarySearchTree, bits: List[Boolean]): List[Char] = {
  def searchCharactersInBinarySearchTree(t: BinarySearchTree, b: List[Boolean]): List[Char] = t match {
    case LeafNode(ch, _) => if (b.isEmpty) List(ch) else ch :: searchCharactersInBinarySearchTree(tree, b)
    case ForkNode(l, r, _, _) => if (b.head == false) searchCharactersInBinarySearchTree(l, b.tail) else searchCharactersInBinarySearchTree(r, b.tail)
  }
  searchCharactersInBinarySearchTree(tree, bits)
}

当我有一个很小的位列表时很好，但是当我的位列表很大（超过 10000 个项目）时，它会给出 StackOverflow 错误。我只是找不到可以使用较少递归来优化它的地方。我知道问题出在叶子中的递归调用（而不是叉子）。

如何删除此递归调用但仍保持功能正常工作？

Answer 1

乍一看，您的实现在LeafNode 分支中缺少.tail，因此每当您点击Leaf 节点时，您只需一遍又一遍地调用相同的函数，因为bits 没有缩小.

其次，您可以使递归函数尾递归，以便它是堆栈安全的：

def decode(tree: BinarySearchTree, bits: List[Boolean]): List[Char] = {
  @scala.annotation.tailrec
  def searchCharactersInBinarySearchTree(t: BinarySearchTree, b: List[Boolean], acc: List[Char] = Nil): List[Char] = t match {
    case LeafNode(ch, _) => if (b.isEmpty) acc else searchCharactersInBinarySearchTree(tree, b.tail, ch :: acc)
    case ForkNode(l, r, _, _) => if (b.head == false) searchCharactersInBinarySearchTree(l, b.tail) else searchCharactersInBinarySearchTree(r, b.tail)
  }
  searchCharactersInBinarySearchTree(tree, bits)
}

请注意，tailrec 注释除了让编译器检查该方法是否实际上是尾递归之外并没有做任何事情。