这个递归数组置换函数如何在幕后工作？

Posted 2023-02-22

【中文标题】这个递归数组置换函数如何在幕后工作？

【英文标题】：How does this recursive array permutation function work under the hood?

【发布时间】：2016-12-18 20:10:27

【问题描述】：

此函数生成数组的排列。我已经在纸上写下了断点，并在开发工具中设置了断点，并煞费苦心地逐步完成了每个函数调用，但我仍然不明白这是如何工作的。

特别是 for 循环。一旦 do It 函数拼接出数组中的所有数字，它将临时数组的切片副本推送到答案数组中。然后它将项目拼接到参数数组中，从临时数组中弹出相同的项目并返回 for 循环第一次迭代的答案。因此，在遍历数组一次后，答案 = [1,2,3] temp = [1,2] 和 arr =[3]。

这是我迷路的地方。它似乎跳回到拼接处并将 2 拼接回 arr。在 devTools 中，我对 i、item、temp 和 arr 进行了监视。它说我以某种方式变成了 1，即使在我们将 3 拼接回它之后，arr 中只有一个项目。如果长度为 1 并且 for 循环指定它应该在 arr.length 处停止运行，它如何以某种方式跳回将 2 拼接回数组中？

如果我措辞不连贯，我很抱歉。我今天花了很多时间来研究这个。

Tdlr.运行这个函数。在 do It 函数的 for 循环中放置一个断点。一旦数组为空并且我们返回答案，它如何将两个项目拼接回原始 arr。

function permute(arr) 
    var temp = [];
    var answer = [];

    function logResult() 
      answer.push(
        // make a copy of temp using .slice()
        // so we can continue to work with temp
        temp.slice()
      );
    

    function doIt() 
      var i;
      var len;
      var item;

      for (i = 0, len = arr.length; i < len; i++) 
        // remove the item at index i
        item = arr.splice(i, 1)[0];
        // add that item to the array we're building up
        temp.push(item);
        if (arr.length) 
          // if there's still anything left in the array,
          // recurse over what's left
          doIt();
         else 
          // otherwise, log the result and move on
          logResult();
        
        // restore the item we removed at index i
        // and remove it from our temp array
        arr.splice(i, 0, item);
        temp.pop();  
      
      return answer;
    
  return doIt();
;

console.log(permute([1,2,3]));

谢谢！

【问题讨论】：

递归！每个调用都有自己的范围，有自己的变量和值。当你“跳跃”时，并不是变量神奇地改变了，它只是不同的变量（在递归调用的上下文中）。

调试这个的时候，还要留意栈。

好的，会的。谢谢伯吉！

@Eliot 只是想指出代码中存在语法错误，并且 permute 函数也没有返回任何内容。我相信您的意思是从 permutate 而不是从 doIt 返回答案。

谢谢 nuway，我本来打算返回 doIt();该功能现在可以使用了。

【参考方案1】：

一般来说，我不是用断点跟踪这些，而是​​用打印语句。 当我输入一个函数时，我会打印函数名和参数值。当我离开时，我打印名称和退出（返回和状态）值。在这种情况下，我会在循环内做同样的事情。现在，让我们用更像英语的伪代码来看看这个

依次为每个数组元素： 从 arr 中删除该元素并将其附加到 item 如果我们清空了 arr 将 item 记录为下一个排列 别的 在 arr 中少一个元素，在 item

中多一个元素重复出现

// When we reach this point, we've exhausted all the permutations that
//   begin with the original state of **item**.
// Back up one element
take the chosen element from **item** and re-append it to **arr**.
// Go to the next loop iteration, which will move to the next element.

当您完成此操作时，请记住您在运行时堆栈上对 doIt 进行了多次调用：第一次遍历 item[0] 的所有 3 个可能选择；第二个遍历 item[1] 的 2 个可能选择，第三个获取剩余元素，记录排列，然后备份到第二个调用。每个调用实例都维护其本地值 i、len、 和 item。

对于您的具体问题，当前三个调用将 [1, 2, 3] 标识为解决方案时，状态如下所示：

堆栈：

doIt，i=0，len=1，item=3 doIt，i=0，len=2，item=2

doIt，i=0，len=3，item=1

arr=[3], temp=[1,2]

我们现在返回上一个调用，上面的#2，将调用#3 从堆栈中弹出。 在这个调用中，我们刚刚从 #3 doIt 调用返回。我们跳到 restore 点，将 2 拼接回 arr，然后迭代到循环的顶部。

将 i 增加到 1，从 arr 中选择值 3，留下 temp=[1,3] 和 arr=2。再次调用 doIt，另一个调用 #3 ...

...选择剩余的2，记录解[1,3,2]，将2放回arr ，然后返回调用#2。

调用 #2 拼接 3 回到 arr，迭代，将 i 递增到 2，现在 n 已经用尽了它的 for 循环。它将 1 拼接回 arr 并返回调用 #1。

我们现在有了 temp=[]、arr=[1, 2, 3]，并且只有我们原来的 doIt 调用在堆栈上。它前进到下一个循环迭代 (i=1)，选择 2 for temp，我们从 2 开头的答案开始。

这足以让您了解这个想法吗？

【讨论】：

感谢您的周到、详细的回答。是的，这足以让我了解这个想法。我真的很感激！

很高兴能提供帮助。记住那些打印语句！我要做的另一件事是维护一个缩进全局变量，一串 2n 空格，其中 n 是嵌套级别。输入时，我附加两个空格；退出时，我把它们砍掉。每个 print 都以该字符串开头，因此它缩进了我所有的堆栈跟踪输出。