C++ 再帰関数のスタック オーバーフロー問題を解決するにはどうすればよいですか?

C 再帰関数のスタック オーバーフロー問題の解決策には、再帰の深さを減らす、スタック フレーム サイズを減らす、末尾再帰の最適化が含まれます。たとえば、フィボナッチ数列関数は末尾再帰最適化を通じてスタック オーバーフローを回避できます。

#C 再帰関数のスタック オーバーフロー問題を解決するにはどうすればよいですか?

理由

再帰関数は、呼び出されるたびにスタック上に新しいスタック フレームを作成します。再帰の深さが大きすぎてスタック領域が不足すると、スタック オーバーフローが発生します。

解決策

1. 再帰の深さを減らす

• 反復やメモメソッドなど、再帰を置き換える非再帰アルゴリズムを探します。 。
• 再帰呼び出しを分割し、再帰の深さを減らします。

2. スタック フレーム サイズを削減します。

• スタック フレーム サイズを削減するには、メンバー変数の代わりにローカル変数を使用します。
• 冗長コピーを避けるために、参照転送ではなく値転送を使用してください。

#3. 末尾再帰の最適化

• #再帰関数の最後の呼び出しが末尾再帰の場合 (つまり、関数が実行されない)他の操作、コンパイラー自体を直接呼び出す場合)、コンパイラーは末尾再帰的最適化を実行できます。これにより、再帰呼び出しに必要なスタック フレームが不要になり、スタック オーバーフローの問題が効果的に解決されます。

実際的なケース

次のフィボナッチ数列関数について考えてみましょう。

// 尾递归版本
int fibonacci(int n) {
  return fibonacci_helper(n, 0, 1);
}

int fibonacci_helper(int n, int a, int b) {
  if (n == 0) return a;
  return fibonacci_helper(n-1, b, a+b);
}

これは、最後の関数呼び出しがそれ自体に直接再帰するため、末尾再帰バージョンです。コンパイラはスタックのオーバーフローを避けるためにそれを最適化します。

以下は非末尾再帰バージョンです:

int fibonacci(int n) {
  if (n == 0) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
}

この非末尾再帰バージョンでは、末尾再帰最適化手法を使用して末尾再帰バージョンに変換できます。たとえば、補助関数とスワップ操作を使用します。

int fibonacci(int n, int a = 0, int b = 1) {
  if (n == 0) return a;
  if (n == 1) return b;
  // 进行 swap 操作
  std::swap(a, b);
  return fibonacci(n-1, b, a+b);
}

末尾再帰最適化を採用するか再帰の深さを減らすことにより、C の再帰関数のスタック オーバーフロー問題を効果的に解決できます。

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