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c++显式栈实现递归介绍

C语言 2022-01-06

前言

在大学的课上老师有教过,也就是用循环来实现递归,现在自己回顾一下并且做一下记录。

1. 递归

假设有函数A, 和函数B, 函数B是一个递归函数, 函数A调用函数B。
这个递归的过程分为:

函数A调用函数B,函数A将数据传给函数B。此时进入到函数B内部,函数B通过传参拿到函数A传过来的数据。执行本次调用的操作将新的数据作为参数传入函数B(递归过程, 内部再次执行2~3步骤,以此类推)。退出递归结束。

2. 显式栈实现的思路

由上面的过程可以不难看出,递归的过程遵循 后进后出 这样的一个规律。那么就很容易联想到具有同样特征的栈这样一个数据结构。这里给出显式栈实现递归的思路:
假设已经申请了一个stack的容器,

首先将初始数据压栈,这个类似于递归过程中的函数A最开始调用函数B时将数据传入的操作。接下来是循环操作,条件是true,也就是死循环, 这个类似于函数B内部一直递归调用,至于什么时候结束取决于什么时候遇到递归出口;在这个死循环里应该在每次循环时进行一次条件判定,这个条件判定相当于递归函数中决定什么时候返回的条件判定;接下来进到循环内部,首先取栈顶数据出来,这类似函数B内部取到了传参执行 本次的循环的关键操作,处理数据的任务将新的数据压栈,这部分相当于将新的数据作为参数传入函数B如果触发了循环退出条件,则退出循环

3. 代码解析

上面说了具体思路,现在用代码来说明,首先上递归的写法, 用遍历二叉树作为例子。

#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)
{
	//这个时候已经经历了步骤2, 函数B拿到了数据root
	// 步骤3,执行本次递归调用的关键操作
	cout << node->data<< endl; 
	// 步骤4,拿到新的数据root->left_child和root->right_child
	//调用函数B
	if (node->left_child) B(node->left_child);
	if (node->right_child) B(node->right_child);
	//步骤5,递归结束
}

void A()
{
	Node root(10);  //模拟一颗树
	B(&root); //步骤1,传参
}

int main()
{
	A();
}
以上步骤3和步骤4的顺序不是固定的,他们顺序的不同各自构成了不同的树遍历方法(先序,中序,后序遍历)。接下来是显式栈实现的写法
#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);  //模拟一颗树
	stack<Node*> m_stack;
	m_stack.push(&root); //步骤1,将根节点压栈, 相当于函数A调用函数B时传参
	while(true)
	{
		if (m_stack.empty())
		{
			break; 
			//这里相当于步骤5,判定循环结束条件, 也可以写到while条件上
			//为了思路更清晰,所以写在循环里面,也更好跟递归版本进行比较
		}
		//步骤2,取栈顶元素
		Node* current_node = m_stack.top();
		m_stack.pop();
		//步骤3,执行本次循环的关键操作
		cout << current_node->data<< endl;
		//步骤4, 拿到新的数据并且压栈
		if (current_node->left_child)
			m_stack.push(current_node->left_child);
		if (current_node->right_child)
			m_stack.push(current_node->right_child);
	}
}
显式栈实现的版本里,有一个细节就是取完栈顶数据之后需要将栈顶的数据出栈,这样才能使用栈是否空来判断递归出口。

到此这篇关于c++显式栈实现递归介绍的文章就介绍到这了,更多相关c++递归内容请搜索www.580doc.com以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持www.580doc.com!


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