Question

让我从一开始就很清楚，这不是骗子，我将解释如何做。因此，我要求自己编写一个模仿strcpy但有两个条件的函数：

它必须是递归的
它必须带有一个参数（这是原始字符串）

该函数应返回一个指向新复制的字符串的指针。因此，这是到目前为止我尝试过的：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

char * my_strcpy(char *original);

int main(void) {
  char *string = my_strcpy("alpine");
  printf("string = <%s>\n", string);
  return 0;
}

char * my_strcpy(char *original){
  char *string = (char *)malloc(10);
  if(*original == '\0') {
    return string;
  }
  *string++ = *original;
  my_strcpy(original + 1);
}

问题在某种程度上很明显，每次调用string时malloc就会被my_strcpy()编辑。我能想到的解决方案之一是仅在第一次调用函数时为string分配内存。由于只允许我使用1个参数，因此我唯一想到的就是检查调用堆栈，但是我不知道是否允许这样做，而且感觉确实很欺骗。这个问题有逻辑解决方案吗？

Answer 1

您将其写为尾递归，但我认为不使函数不可重入，您唯一的选择就是使函数头部递归，并在递归调用的返回值上反复调用realloc以扩展它，然后加一个字符。这与仅调用strlen进行分配具有相同的问题：在每个递归调用中，它在输入字符串的长度上执行线性操作，结果是隐式n平方算法（0.5 * n *（n + 1）））。您可以通过以下方法来改进它：使摊销时间的复杂性更好，将字符串扩展一个因子，然后仅在现有缓冲区已满时才增大字符串，但这仍然不是很好。

有一个原因，您将不使用递归执行此任务（您可能知道）：堆栈深度将等于输入字符串的长度，整个堆栈帧被压入，并且复制的每个字符的调用指令很多高架。即使这样，如果您真的要递归地进行操作，也不会使用单个参数来递归地进行处理：您将使一个单参数函数声明一些局部变量，并使用多个参数来调用递归函数。

即使有了realloc技巧，也很难或无法在计算原始字符时对它们进行计数，以便可以适当地调用realloc，并记住其他stdlib“ str *”函数已超出限制，因为它们会可能会使您的整个函数为n平方，这是我认为我们试图避免的。

可以使用一些丑陋的技巧，例如验证字符串是否与指针一样长，并使用memcpy用指针替换前几个字符，这使得递归的基本情况更加复杂，但是，嗯，。

Answer 2

您没有说我们不能使用strcat。因此，通过使用递归除掉最后一个字符再将其重新添加，该命令是合乎逻辑的（尽管有些无用）的答案。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

char * my_strcpy(char *original);

int main(void) {
  char *string = my_strcpy("alpine");
  printf("string = <%s>\n", string);
  return 0;
}

char * my_strcpy(char *original){
  if(*original == '\0') {
    return original;
  }
  int len = strlen(original);
  char *string = (char *)malloc(len+1);
  char *result = (char *)malloc(len+1);
  string[0] = result[0] = '\0';

  strcat (string, original);
  len--;
  char store[2] = {string[len] , '\0'}; // save last char
  string[len] = '\0';                   // cut it off
  strcat (result, my_strcpy(string));

  strcat (result, store);               // add it back
  return result;
}

Answer 3

递归是一种用于分析问题的技术。也就是说，从问题开始，然后考虑解决方案的递归结构。您不是从递归结构开始的，而是试图将您的问题随意地拖入其中。

换句话说，实践递归分析是很好的，但是您自己设定的任务-迫使解决方案具有单参数函数的形式-并非做到这一点。如果您开始考虑全局变量或静态变量，或者通过进入调用堆栈来提取运行时上下文，则可以很好地暗示尚未找到合适的递归分析。

这并不是说没有完美的递归解决方案来解决您的问题。有一个，但是在开始之前，我们可能想要抽象出问题的详细信息以提供一些动力。

很显然，如果内存中已经有一个连续的数据结构，那么制作一个连续的副本就没有挑战性了。如果我们不知道它有多大，则可以进行两次遍历：一次遍历以找到其大小，然后我们可以分配所需的内存，而另一遍遍进行复制。这些任务都是简单的循环，这是递归的一种形式。

递归解决方案的本质是考虑如何从一个问题过渡到一个（稍微）简单或更小的问题。或者，更常见的是少数较小或更简单的问题。

这是最经典的递归问题之一的本质：对数字序列进行排序。基本结构：将序列分为两个大致相等的部分；对每个部分进行排序（递归步骤），然后将结果放回一起，以便对组合进行排序。基本轮廓至少具有两个有趣（且非常不同）的表现形式：

通过将交替元素放在交替的部分中或者将前半部分放在一个部分中，然后将其余部分放在另一部分中，将该序列任意地划分为两个几乎相等的部分。（如果我们事先不知道序列有多大，第一个将很好地工作。）为了将排序的部分放在一起，我们必须对它们进行交织（“合并”）。（这是mergesort）。
通过估计中间值并将所有较小的值放入一个部分，将所有较大的值放入另一部分，将序列分为两个范围。为了将排序的部分放在一起，我们只是将它们连接在一起。（这是快速排序。）

在这两种情况下，我们还需要利用以下事实：对单个元素序列进行（简单）排序，因此无需进行其他处理。如果我们经常将序列分为两个部分，并确保两个部分都不为空，那么我们最终必须达到包含一个元素的部分。（如果我们设法准确地进行划分，那将很快发生。）

使用单链接列表实现这两种策略很有趣，因此长度的确不容易知道。两者都可以通过这种方式实现，并且实现揭示了有关排序性质的一些重要信息。

但是让我们回到手头的简单问题上，将序列复制到新分配的连续数组中。为了使问题更有趣，我们不会假定该序列已经连续存储，也不会假定它可以遍历两次。

首先，我们需要找到序列的长度，我们可以通过观察一个空序列的长度为零，而其他任何序列都比从第一个元素开始的子序列多一个元素（“尾巴”的顺序。）

Length(seq):
    If seq is empty, return 0.
    Else, return 1 + Length(Tail(seq))

现在，假设我们已经为副本分配了存储空间。现在，我们可以观察到空序列已完全复制，然后通过将第一个元素放入分配的存储区，然后将序列的尾部从第二个位置开始插入存储区中，即可复制任何其他序列：此过程在逻辑上有两个参数）

Copy(destination, seq):
    If seq is not empty:
        Put Head(seq) into the location destination
        Call Copy (destination+1, Tail(seq))

但是我们不能仅仅将这两个过程放在一起，因为那样会遍历两次序列，这是我们说不能做的。因此，我们需要以某种方式嵌套这些算法。

要做到这一点，我们必须首先将累加的长度向下递归，以便在知道对象的大小时可以使用它来分配存储空间。然后，在返回的过程中，我们需要复制在返回过程中计算的元素：

Copy(seq, length):
    If seq is not empty:
        Set item to its first element (that is, Head(seq))
        Set destination to Copy(Tail(seq), length + 1)
        Store item at location destination - 1
        Return destination - 1
    Otherwise: (seq is empty)
        Set destination to Allocate(length)
        # (see important note below)
        Return destination + length

要正确启动递归，我们需要传入0作为初始长度。强制用户插入“魔术数字”是一种不好的风格，因此我们通常使用单参数驱动程序包装该函数：

Strdup(seq):
    Return Copy (seq, 0)

重要说明：如果是使用C语言使用字符串编写的，则需要NUL终止副本。这意味着分配length+1字节而不是length，然后在destination+length上存储0。

（C）仅使用1个参数的递归strcpy（）

3 个答案: