Из рекурсивной функции в не рекурсивную

@Praud · Регистрация: 25.02.2013

Есть рекурсивная функция сортировки слиянием.
Нужно переделать на функцию без рекурсий.

C++

void mergeSort(long* a, int begin, int end)
{
    long split;                   // индекс, по которому делим массив
 
    if (begin < end)
    {                // если есть более 1 элемента
 
        split = (begin + end) / 2;
 
        mergeSort(a, begin, split);       // сортировать левую половину 
        mergeSort(a, split + 1, end);// сортировать правую половину 
        merge(a, begin, split, end);    // слить результаты в общий массив
    }
}

Мой вариант

C++

void mergeSort(long* a, int begin, int end)
{
    long split;
 
    do{
        split = (begin + end) / 2;
 
        do{
            split = (begin + end) / 2;
        } while (begin < end);
 
        do{
            split += 1;
            split = (begin + end) / 2;
        } while (begin < end);
 
        merge(a, begin, split - 1, end);
 
    } while (begin < end);
}

не работает( Помогите исправить

@TheCalligrapher · 23.10.2014, 23:30

Сообщение от Praud

C++

1
2
3

do{
  split = (begin + end) / 2;
} while (begin < end);

А что вы пытались сказать этим бесконечным циклом?

Цикл, следующий за ним не менее бесконечный и еще более бессмысленный.

@Praud · 23.10.2014, 23:50 **[ТС]**

Я уже понял. Не понимаю я эту рекурсивную запись и не знаю как она работает.

Вот та же запись

C++

  long split;                   // индекс, по которому делим массив
 
    if (begin < end)
    {   
 
        split = (begin + end) / 2;
 
        mergeSort(a, begin, split);       // сортировать левую половину
        ....
* * }

Как код переходит дальше функции Merge по ветке if? По моим соображением это бесконечный цикл.
Каждый раз когда вызывается Merge мы заново входим в функцию же...

@TheCalligrapher · 24.10.2014, 00:07

Сообщение от Praud

По моим соображением это бесконечный цикл.
Каждый раз когда вызывается Merge мы заново входим в функцию же...

Каждый раз, когда мы снова входим в функцию 'mergeSort', мы получаем снаружи новые значения 'begin' и 'end'. И с каждым новым входом значения 'begin' и 'end' все ближе и ближе друг к другу. В один прекрасный момент условие в 'if' перестает выполняться и "бесконечность" заканчивается.

В процитированном вам же кусочке кода следующий вложенный вызов 'mergeSort' получает значение 'split' в качестве значения 'end'. То есть если тупо перевести эту рекурсию на язык цикла, то получится

C++

do{
    split = (begin + end) / 2;
    end = split;
} while (begin < end);

и цикл уже не бесконечный.

@Praud · 24.10.2014, 01:00 **[ТС]**

Этот момент понял, спасибо.

Теперь как в конечном итоге должна выглядеть функция?

C++

long split;
    long z = (begin + end / 2);
    z += 1;
 
    do{
        do{
            split = (begin + end) / 2;
            end = split;
        } while (begin < end);
 
        do
        {
            z = (begin + end) / 2;
            end = z;
        } while (begin < end);
 
        merge(a, begin, split, end);
    } while (begin < end);

Получается в цикле будут вложены еще 2 цикла, верно?

Добавлено через 26 минут
help, Завтра сдавать,а спать хочется

@TheCalligrapher · 24.10.2014, 04:57

Вот моя попытка "буквальной" трансляции вашего рекурсивного кода в циклический. Но буквальная трансляция потребовала, к сожалению, использование "ручного" стека для запоминания промежуточных данных. В общем, взгляните - устроит вас такой вариант или нет

C++

void mergeSort(long* a, int begin, int end)
{
  long begin_stack[64];
  long end_stack[64];
  bool forward_stack[64];
  long top = 0;
 
  begin_stack[top] = begin;
  end_stack[top] = end;
  forward_stack[top] = true;
  ++top;
 
  do
  {
    bool forward;
 
    --top;
    begin = begin_stack[top];
    end = end_stack[top];
    forward = forward_stack[top];
 
    long split = (begin + end) / 2;
 
    if (forward)
    {
      if (begin < end)
      {
        begin_stack[top] = begin;
        end_stack[top] = end;
        forward_stack[top] = false;
        ++top;
 
        begin_stack[top] = split + 1;
        end_stack[top] = end;
        forward_stack[top] = true;
        ++top;
 
        begin_stack[top] = begin;
        end_stack[top] = split;
        forward_stack[top] = true;
        ++top;
      }
    }
    else
      merge(a, begin, split, end);
 
  } while (top > 0);
}

Сортировку слиянием можно реализовать чисто циклически без использования дополнительного стека, но это уже будет не буквальная трансляция вашего исходного варианта.

Добавлено через 3 часа 25 минут
Отдельно стоит добавить, что вы не привели кода функции 'merge'. Однако ее можно заменить вызовом стандартной функции 'std::inplace_merge' из <algorithm>. Тогда в вышеприведенном коде ее вызов будет выглядеть как

C++

1
2
3

    ...
    else
      std::inplace_merge(&a[begin], &a[split + 1], &a[end + 1]);

Опции темы