如何以非递归风格重写阿克曼函数



I 有函数

public static int func(int M,int N){
    if(M == 0 || N == 0) return M+N+1;
    return func(M-1, func(M, N-1));
}

如何以非递归风格重写它?也许,是实现某种算法吗?

不完全是O(1),但绝对是非递归的。

public static int itFunc(int m, int n){
    Stack<Integer> s = new Stack<Integer>;
    s.add(m);
    while(!s.isEmpty()){
        m=s.pop();
        if(m==0||n==0)
            n+=m+1;
        else{
            s.add(--m);
            s.add(++m);
            n--;
        }
    }
    return n;
}

之前发布的所有答案都没有正确实现 Ackermann。

def acker_mstack(m, n)
  stack = [m]
  until stack.empty?
    m = stack.pop
    if m.zero?
      n += 1
    elsif n.zero?
      stack << m - 1
      n = 1
    else
      stack << m - 1 << m
      n -= 1
    end
  end
  n
end

这看起来像家庭作业,所以我不会给你答案,但我会引导你朝着正确的方向前进:

如果要分解递归,列出所有值可能会很有用,让 m = {0...x} n = {0...y}。

例如:

m = 0, n = 0 = f(0,0) = M+N+1 = 1
m = 1, n = 0 = f(1,0) = M+N+1 = 2
m = 1, n = 1 = f(1,1) = f(0,f(1,0)) = f(0,2) = 3
m = 2, n = 1 = f(2,1) = f(1,f(2,0)) = f(1,3) = f(0,f(1,2)) = f(0,f(0,f(1,1))
             = f(0,f(0,3))          = f(0,4) = 5

有了这个,你可以想出一个你可以使用的非递归关系(一个非递归函数定义)。

编辑:所以看起来这是阿克曼函数,一个完全可计算的函数,不是原始递归的。

这是我

自己已经检查过的正确版本。

public static int Ackermann(int m, int n){
Stack<Integer> s = new Stack<Integer>;
s.add(m);
while(!s.isEmpty()){
    m=s.pop();
    if(m==0) { n+=m+1; }
    else if(n==0)
    {
       n += 1;
       s.add(--m);
    }
    else{
        s.add(--m);
        s.add(++m);
        n--;
    }
}
return n;
}

我无法得到@LightyearBuzz的答案,但我从WikiWikiWeb中找到了这个对我有用的Java 5代码:

import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;
public class Ackerman {
  static class  Pair <T1,T2>{
    T1 x; T2 y;
    Pair(T1 x_,T2 y_) {x=x_; y=y_;}
    public int hashCode() {return x.hashCode() ^ y.hashCode();}
    public boolean equals(Object o_) {Pair o= (Pair) o_; return x.equals(o.x) && y.equals(o.y);}
  }
  /**
   * @param args
   */
  public static int ack_iter(int m, int n) {
    HashMap<Pair<Integer,Integer>,Integer> solved_set= new HashMap<Pair<Integer,Integer>,Integer>(120000);
    Stack<Pair<Integer,Integer>> to_solve= new Stack<Pair<Integer,Integer>>();
    to_solve.push(new Pair<Integer,Integer>(m,n));
    while (!to_solve.isEmpty()) {
      Pair<Integer,Integer> head= to_solve.peek();
      if (head.x.equals(0) ) {
        solved_set.put(head,head.y + 1);
        to_solve.pop();
      }
      else if (head.y.equals(0)) {
        Pair<Integer,Integer> next= new Pair<Integer,Integer> (head.x-1,1);
        Integer result= solved_set.get(next);
        if(result==null){
          to_solve.push(next);
        } 
        else {
          solved_set.put(head, result);
          to_solve.pop();
        }
      }
      else {
        Pair<Integer,Integer> next0= new Pair<Integer,Integer>(head.x, head.y-1);
        Integer result0= solved_set.get(next0);
        if(result0 == null) {
          to_solve.push(next0);
        }
        else {
          Pair<Integer,Integer> next= new Pair<Integer,Integer>(head.x-1,result0);
          Integer result= solved_set.get(next);
          if (result == null) {
            to_solve.push(next);
          }
          else {
            solved_set.put(head,result);
            to_solve.pop();
          }
        }
      }
    }
    System.out.println("hash size: "+solved_set.size());
    System.out.println("consumed heap: "+ (Runtime.getRuntime().totalMemory()/(1024*1024)) + "m");
    return solved_set.get(new Pair<Integer,Integer>(m,n));
  }
}

用 python 编写,仅使用 1 个数组和 1 个变量,希望这有帮助!

def acker(m,n):
    right = [m]
    result = n
    i = 0
    while True:
        if len(right) == 0:
            break
        if right[i] > 0 and result > 0:
            right.append(right[i])
            right[i] -= 1
            result -= 1
            i += 1
        elif right[i] > 0 and result == 0:
            right[i] -= 1
            result = 1
        elif right[i] == 0:
            result += 1
            right.pop()
            i -=1
    return result
好吧,

我来这里是为了找到这个问题的答案。但即使看了答案也无法编写代码。所以,我自己尝试了一下,经过一番挣扎,构建了代码。所以,我会给你一个提示(因为我觉得这里的礼节是家庭作业问题并不意味着要完全回答)。因此,您可以使用单个堆栈来计算函数,而无需使用递归。看看大卫回答中的控制流程就知道了。你必须使用它。只需启动一个 while(1) 循环,然后在其中检查您的参数是否满足的情况。让 if-else 块中的所需块执行。然后将 ackerman 函数的两个最新参数推送到堆栈中。然后在循环结束时弹出它们,让循环重复,直到达到结束条件,不再生成阿克曼函数的参数。您必须在 while 循环中放置一个 for 语句才能继续检查它。并最终得到最终结果。我不知道这其中有多少是可以理解的,但我希望我能有一些想法开始。所以,只是分享了方式。

使用 C++ 编写。堆栈仅存储 m 值,适用于所有输入

int ackermann(int m, int n) {
    stack<int> s;
    s.push(m);
    while(!s.empty()) {
        m = s.top();
        s.pop();
        if(m == 0) {
            n++;
        }
        else if(n == 0) {
            s.push(--m);
            n = 1;
        }
        else {
            s.push(m-1);
            s.push(m);
            n--;
        }
    }
    return n;
}

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