c++顯式棧實(shí)現(xiàn)遞歸介紹
前言
在大學(xué)的課上老師有教過,也就是用循環(huán)來實(shí)現(xiàn)遞歸,現(xiàn)在自己回顧一下并且做一下記錄。
1. 遞歸
假設(shè)有函數(shù)A, 和函數(shù)B, 函數(shù)B是一個(gè)遞歸函數(shù), 函數(shù)A調(diào)用函數(shù)B。
這個(gè)遞歸的過程分為:
函數(shù)A調(diào)用函數(shù)B,函數(shù)A將數(shù)據(jù)傳給函數(shù)B。此時(shí)進(jìn)入到函數(shù)B內(nèi)部,函數(shù)B通過傳參拿到函數(shù)A傳過來的數(shù)據(jù)。執(zhí)行本次調(diào)用的操作將新的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳入函數(shù)B(遞歸過程, 內(nèi)部再次執(zhí)行2~3步驟,以此類推)。退出遞歸結(jié)束。
2. 顯式棧實(shí)現(xiàn)的思路
由上面的過程可以不難看出,遞歸的過程遵循 后進(jìn)后出 這樣的一個(gè)規(guī)律。那么就很容易聯(lián)想到具有同樣特征的棧這樣一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這里給出顯式棧實(shí)現(xiàn)遞歸的思路:
假設(shè)已經(jīng)申請(qǐng)了一個(gè)stack的容器,
首先將初始數(shù)據(jù)壓棧,這個(gè)類似于遞歸過程中的函數(shù)A最開始調(diào)用函數(shù)B時(shí)將數(shù)據(jù)傳入的操作。接下來是循環(huán)操作,條件是true,也就是死循環(huán), 這個(gè)類似于函數(shù)B內(nèi)部一直遞歸調(diào)用,至于什么時(shí)候結(jié)束取決于什么時(shí)候遇到遞歸出口;在這個(gè)死循環(huán)里應(yīng)該在每次循環(huán)時(shí)進(jìn)行一次條件判定,這個(gè)條件判定相當(dāng)于遞歸函數(shù)中決定什么時(shí)候返回的條件判定;接下來進(jìn)到循環(huán)內(nèi)部,首先取棧頂數(shù)據(jù)出來,這類似函數(shù)B內(nèi)部取到了傳參執(zhí)行 本次的循環(huán)的關(guān)鍵操作,處理數(shù)據(jù)的任務(wù)將新的數(shù)據(jù)壓棧,這部分相當(dāng)于將新的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳入函數(shù)B如果觸發(fā)了循環(huán)退出條件,則退出循環(huán)
3. 代碼解析
上面說了具體思路,現(xiàn)在用代碼來說明,首先上遞歸的寫法, 用遍歷二叉樹作為例子。
#include<iostream>
using namespace std;
class Node
{
public:
int value;
Node* left_child;
Node* right_child;
Node(int data)
{
this->data = data;
this->left_child = nullptr;
this->right_child = nullptr;
}
};
void B(Node* node)
{
//這個(gè)時(shí)候已經(jīng)經(jīng)歷了步驟2, 函數(shù)B拿到了數(shù)據(jù)root
// 步驟3,執(zhí)行本次遞歸調(diào)用的關(guān)鍵操作
cout << node->data<< endl;
// 步驟4,拿到新的數(shù)據(jù)root->left_child和root->right_child
//調(diào)用函數(shù)B
if (node->left_child) B(node->left_child);
if (node->right_child) B(node->right_child);
//步驟5,遞歸結(jié)束
}
void A()
{
Node root(10); //模擬一顆樹
B(&root); //步驟1,傳參
}
int main()
{
A();
}
以上步驟3和步驟4的順序不是固定的,他們順序的不同各自構(gòu)成了不同的樹遍歷方法(先序,中序,后序遍歷)。接下來是顯式棧實(shí)現(xiàn)的寫法
#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;
class Node
{
public:
int value;
Node* left_child;
Node* right_child;
Node(int data)
{
this->data = data;
this->left_child = nullptr;
this->right_child = nullptr;
}
};
int main()
{
Node root(10); //模擬一顆樹
stack<Node*> m_stack;
m_stack.push(&root); //步驟1,將根節(jié)點(diǎn)壓棧, 相當(dāng)于函數(shù)A調(diào)用函數(shù)B時(shí)傳參
while(true)
{
if (m_stack.empty())
{
break;
//這里相當(dāng)于步驟5,判定循環(huán)結(jié)束條件, 也可以寫到while條件上
//為了思路更清晰,所以寫在循環(huán)里面,也更好跟遞歸版本進(jìn)行比較
}
//步驟2,取棧頂元素
Node* current_node = m_stack.top();
m_stack.pop();
//步驟3,執(zhí)行本次循環(huán)的關(guān)鍵操作
cout << current_node->data<< endl;
//步驟4, 拿到新的數(shù)據(jù)并且壓棧
if (current_node->left_child)
m_stack.push(current_node->left_child);
if (current_node->right_child)
m_stack.push(current_node->right_child);
}
}
顯式棧實(shí)現(xiàn)的版本里,有一個(gè)細(xì)節(jié)就是取完棧頂數(shù)據(jù)之后需要將棧頂?shù)臄?shù)據(jù)出棧,這樣才能使用棧是否空來判斷遞歸出口。
到此這篇關(guān)于c++顯式棧實(shí)現(xiàn)遞歸介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++遞歸內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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