按值传递递归？

Posted 2023-02-25

【中文标题】按值传递递归？

【英文标题】：Pass by value for recursion?

【发布时间】：2021-06-18 16:50:52

【问题描述】：

我正在尝试“按值”传递参数。我尝试制作递归传递的参数的深层副本，以防止任何更改循环回父函数调用。

这是一段尝试生成所有可能括号的数组的代码。

def generateParenthesis(n):
    #Iterate for each move.
    M = 2 * n
    retArray = []
    def recHelper(numMoves, perm, stack):
        print("Function call: ", numMoves, perm, stack)
        newPerm = copy.deepcopy(perm)
        newStack = stack.copy()
        #Base case, no moves
        if (numMoves == 0):
            retArray.append(newPerm)
            return

        #Case when left move is valid
        if (numMoves != len(newStack)):
            #Apply the left move. Pass it recursively
            newPerm +='('
            #Update the stack accordingly
            newStack.append('(')
            #Decrease numMoves
            newNumMoves = numMoves - 1
            #Call it recursively
            recHelper(newNumMoves, newPerm, newStack)
        #Case when right move is valid
        if len(newStack) != 0:
            #Apply the right move. Pass it recursively
            newPerm +=')'
            #Update the stack accordingly, delete the top, last elm
            newStack.pop()
            #Decrease numMoves
            newNumMoves = numMoves - 1
            #Call it recursively
            recHelper(newNumMoves, newPerm, newStack)
        #done
        return
    recHelper(M, "", [])
    return retArray

不幸的是，调用generateParenthesis(1) 返回['()','()(', '()()'] 而不是['()']。

【问题讨论】：

是将 int 传递给 generateParenthesis 的结果，并且列表中的“（）”列表等于您传递的参数值吗？因为如果这是唯一需要的结果，这是一种非常奇怪的方法。我的假设与测试有关，以证明您对递归的理解。

perm 参数是一个字符串，它是不可变的，因此必须进行复制（尽管除了浪费执行时间之外无害）。

我不认为你的递归函数做你认为它做的事情。你能告诉我们generateParenthesis(2)和generateParenthesis(3)的结果应该是什么吗？

@Reti43 generateParenthesis(2) 的结果应该是：['()()', '(())']，这是唯一有效的括号排列，包括两对左和对

@Justin 你有什么想法哦解决方案？

【参考方案1】：

def generateParenthesis(n):
    retArray = []

    def append_solutions(partial, opened_p, closed_p):
        if opened_p < n:
            append_solutions(partial + '(', opened_p + 1, closed_p)
        if closed_p < n and opened_p > closed_p:
            append_solutions(partial + ')', opened_p, closed_p + 1)

        if opened_p == closed_p == n and partial:
            retArray.append(partial)

    append_solutions('', 0, 0)
    return retArray

print(generateParenthesis(1))
print(generateParenthesis(2))
print(generateParenthesis(3))
print(generateParenthesis(4))
print(generateParenthesis(5))

经过 3 个小时的简化想法，我得到了这个工作代码。

例如，现在它会为 generateParenthesis(4) 找到类似 (()())() 的内容。

代码非常不言自明。您保留打开/关闭括号的计数，并且只有在打开对应方时才关闭括号。

我选择不使用堆栈，因为 Python 中的所有内容都是通过“指针副本”传递的，因此堆栈（即 OP 中的列表）需要在函数体中使用昂贵的 list(stack)，从而创建列表的本地副本.

请注意，我创建了新字符串（例如partial + '('），这些新字符串对象通过“指针副本”传递给递归调用。

（对不起，我现在没有更好的术语。但这很重要）

---

编辑

您的解决方案存在变量newPerm 的问题。它的值正在泄漏到第二个递归函数中。此外，您需要了解，除了堆栈之外，不需要所有值的复制。

了解如何简化您的功能。我认为它有效：

def generateParenthesisOP(n):
    #Iterate for each move.
    M = 2 * n
    retArray = []
    def recHelper(numMoves, perm, stack):
        print("Function call: ", numMoves, perm, stack)
        if numMoves == 0:
            retArray.append(perm)
            return

        if numMoves != len(stack):
            left_stack = list(stack)
            left_stack.append('(')
            recHelper(numMoves - 1, perm + '(', left_stack)
        if len(stack) != 0:
            right_stack = list(stack)
            right_stack.pop()
            recHelper(numMoves - 1, perm + ')', right_stack)
    recHelper(M, "", [])
    return retArray