list - 反向列表Scala

给出以下代码:

import scala.util.Random

object Reverser {

  // Fails for big list
  def reverseList[A](list : List[A]) : List[A] = {
    list match {
      case Nil => list
      case (x :: xs) => reverseList(xs) ::: List(x)
    }
  }

  // Works
  def reverseList2[A](list : List[A]) : List[A] = {
    def rlRec[A](result : List[A], list : List[A]) : List[A] = {
      list match {
        case Nil => result
        case (x :: xs) => { rlRec(x :: result, xs) }
      }
    }
    rlRec(Nil, list)
  }

  def main(args : Array[String]) : Unit = {
    val random = new Random
    val testList = (for (_ <- 1 to 2000000) yield (random.nextInt)).toList
    // val testListRev = reverseList(testList) <--- Fails
    val testListRev = reverseList2(testList)
    println(testList.head)
    println(testListRev.last)
  }
}

为什么该函数的第一个版本失败(用于大量输入)，而第二个变量却起作用。我怀疑这与尾巴递归有关，但我不太确定。有人可以给我“假人”的解释吗？

最佳答案

好吧，让我尝试假人的尾递归

如果按照reverseList要做的事情，您将获得

reverseList(List(1,2,3, 4))
reverseList(List(2,3,4):::List(1)
(reverseList(List(3,4):::List(2)):::List(1)
((reverseList(List(4):::List(3)):::List(2)):::List(1)
Nil:::List(4):::List(3):::List(2):::List(1)
List(4,3,2,1)

使用rlRec，您可以

rlRec(List(1,2,3,4), Nil)
rlRec(List(2,3,4), List(1))
rlREc(List(3,4), List(2,1))
rlRec(List(4), List(3,2,1))
rlRec(Nil, List(4,3,2,1))
List(4,3,2,1)

不同之处在于，在第一种情况下，重写会持续更长的时间。您必须记住在上次对reverseList的递归调用完成后要做的事情:要添加到结果中的元素。堆栈用于记住这一点。如果这太过复杂，则会导致堆栈溢出。相反，使用rlRec，重写的大小始终相同。当最后一个rlRec完成时，结果可用。无需执行其他操作，无需记住任何内容，无需堆栈。关键在于rlRec中的递归调用是return rlRec(something else)，而reverseList中的递归调用是return f(reverseList(somethingElse))，而f则是_ ::: List(x)。您需要记住您必须调用f(这也意味着也要记住x)(在scala中不需要返回，只是为了清楚起见添加了它。请注意val a = recursiveCall(x); doSomethingElse()与doSomethingElseWith(recursiveCall(x))相同，因此它不是尾部调用)

当您进行递归尾调用时

def f(x1,...., xn)
    ...
    return f(y1, ...yn)
    ...

实际上，当第二个f返回时，无需记住它的上下文。所以可以改写

def f(x1....xn)
start:
    ...
    x1 = y1, .... xn = yn
    goto start
    ...

那就是编译器所做的，因此可以避免堆栈溢出。

当然，函数f需要在某个地方返回，这不是递归调用。这就是goto start创建的循环将退出的地方，就像递归调用系列停止的地方一样。