无法理解递归函数如何在没有 Python 中的 return 语句的情况下工作

Question

您好，我正在努力理解递归在 Python 中的工作原理。我特别在 Python 3.5 版本中工作。我正在研究 Python 中合并排序算法的这种实现：

def mergeSort(alist):
    print("Splitting ",alist)
    if len(alist)>1:
        mid = len(alist)//2
        lefthalf = alist[:mid]
        righthalf = alist[mid:]

        mergeSort(lefthalf)
        mergeSort(righthalf)

        i=0
        j=0
        k=0
        while i < len(lefthalf) and j < len(righthalf):
            if lefthalf[i] < righthalf[j]:
                alist[k]=lefthalf[i]
                i=i+1
            else:
                alist[k]=righthalf[j]
                j=j+1
            k=k+1

        while i < len(lefthalf):
            alist[k]=lefthalf[i]
            i=i+1
            k=k+1

        while j < len(righthalf):
            alist[k]=righthalf[j]
            j=j+1
            k=k+1
    print("Merging ",alist)

alist = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
mergeSort(alist)
print(alist)

我无法理解这个实现是如何工作的，因为 MergeSort 函数没有返回语句。此外，在函数体顶部对 MergeSort 的递归调用的结果不会分配给 lefthalf 和 righthalf 变量。所以我无法理解如何将合并部分设置为与此实现一起使用。当我在我的 Python 中运行此代码时，它当然可以正常工作。我想我不能正确理解 Python 中的闭包，但如果有人能指出我正确的方向，那就太好了。提前致谢！

这是我理解的版本：

def mergeSort(alist):
    print("Splitting ",alist)
    if len(alist)>1:
        mid = len(alist)//2
        lefthalf = alist[:mid]
        righthalf = alist[mid:]

        lefthalf = mergeSort(lefthalf)
        righthalf = mergeSort(righthalf)

        i=0
        j=0
        k=0
        while i < len(lefthalf) and j < len(righthalf):
            if lefthalf[i] < righthalf[j]:
                alist[k]=lefthalf[i]
                i=i+1
            else:
                alist[k]=righthalf[j]
                j=j+1
            k=k+1

        while i < len(lefthalf):
            alist[k]=lefthalf[i]
            i=i+1
            k=k+1

        while j < len(righthalf):
            alist[k]=righthalf[j]
            j=j+1
            k=k+1
    print("Merging ",alist)
    return(alist)

Answer 1

python通过引用传递列表，这意味着原始列表可以被一个以列表作为参数的函数修改，所以当你调用函数时：

mergeSort(lefthalf)
mergeSort(righthalf)

lefthalf 和 righthalf 本身是已排序的，请注意外部对 mergeSort() 的调用也假定原始列表已被修改，它不会返回新的排序列表，正如我所说的 现有列表

Answer 2

我可以建议您在此处粘贴您的代码吗：http://pythontutor.com/visualize.html#mode=edit

然后单击“可视化执行”。您将看到您的代码如何执行以及每个变量的状态在每一行之后。

Answer 3

合并排序分两步进行。首先，它递归地将列表分成两半，直到它产生具有一个成员的列表。在您提到的代码中，if len(alist)>1: 递归地打破了列表。 在第二步中，它只是以正确的顺序合并小块，直到创建第一个列表（但按顺序）。所以在第二步中，它首先将列表与一个成员结合起来，将列表与两个成员结合起来，依此类推。 while i < len(lefthalf) and j < len(righthalf):, 代码中的while i < len(lefthalf): 和while j < len(righthalf): 部分合并了这些部分。