Question

我试图解决Problem 14 in Project Euler（找到1到1000000之间最长的Collatz序列）。

我的代码由一个递归的，memoized函数组成，用于计算Collatz序列的长度，然后循环找到最大值。请参阅以下代码：

(defparameter *collatz* (make-hash-table))
(setf (gethash 1 *collatz*) 0)

(defun n-collatz (n)
  (if (gethash n *collatz*)
      (gethash n *collatz*)
      (setf (gethash n *collatz*)
            (if (evenp n)
                (1+ (n-collatz (/ n 2)))
                (1+ (n-collatz (1+ (* n 3))))))))

(loop for i from 1 to 1000000 maximize (n-collatz i))

这在Clozure中运行良好，但在Lispworks中导致堆溢出。由于它不合时宜地退出，我无法找出发生了什么。实际上，我不明白为什么这会消耗如此多的堆空间 - 最大的递归序列是300多次调用。我是否错过了代码中的低效率？

任何输入都表示赞赏。关于代码的进一步评论也很受欢迎。

PS：我使用的是Lispworks Personal Edition，它对堆大小施加了限制。

更新我确实按照Rainer Joswig的建议进行了编译，但它并没有帮助。

关于coredump和sds的评论，or在这种情况下确实比if更好，但是我无法用哈希表替换向量，因为collatz序列在大约50％的时间里上升。运行代码后，哈希表有大约250万个条目。

最后，奇怪的是，我设法重现了这个错误，同时测试了一个长循环（一百万次迭代）的语法，它只是处理了一些变量并且根本没有收集任何东西。遗憾的是，我失去了代码--LispWorks只是蠢蠢欲动，唉。我最好的猜测是LispWorks中存在一些泄漏或其他内存管理故障。内脏。

Answer 1

我发现这里存在两个效率低下的问题：

您正在使用由连续整数序列索引的哈希表。你可能应该使用（可扩展的）向量。
你的递归不是尾递归;您可能更愿意优化它。

不可否认，这些都不能解释堆耗尽。

Answer 2

有一件事是确保编译n-collatz：

(compile 'n-collatz)

或者通过常用的IDE命令使用编译器。

输入LispWorks Listener的代码另有解释：

CL-USER 140 > (defun n-collatz (n)
                (if (gethash n *collatz*) (gethash n *collatz*)
                  (setf (gethash n *collatz*)
                        (if (evenp n)
                            (1+ (n-collatz (/ n 2)))
                          (1+ (n-collatz (1+ (* n 3))))))))
N-COLLATZ

CL-USER 141 > #'n-collatz
#<interpreted function N-COLLATZ 40600020CC>

CL-USER 142 > (compile 'n-collatz)
N-COLLATZ
NIL
NIL

CL-USER 143 > #'n-collatz
#<Function N-COLLATZ 4060007054>

Answer 3

LispWorks只是蠢蠢欲动，唉。我最好的猜测是有一些泄漏或其他内存管理故障在LispWorks＆＃39;内脏。

你正在使用LW的个人版，它有一个内存限制，这个东西达到了这个限制。它引发了一个对话框，然后退出。

LW的商业版本没有任何问题。

Answer 4

我认为每次调用

时都必须调整哈希表的大小

（setf（gethash n collatz ））

的数字n高于当前表格大小。当您在没有size参数的情况下调用make-hash-table时，系统会选择依赖于实现的值。每次超过此值时，必须在执行期间调整表的大小，这会消耗大量资源并可能导致您提到的崩溃。要解决此问题，您可以使用您不知道的值来创建表：

(defparameter *collatz* (make-hash-table :size 1000000)).

Answer 5

我正在使用解释程序在Mac上运行LispWorks 7.1.1 64bit

CL-USER 1 > (defparameter *collatz* (make-hash-table))
*COLLATZ*

CL-USER 2 > (setf (gethash 1 *collatz*) 0)
0

CL-USER 3 > (defun n-collatz (n)
              (if (gethash n *collatz*)
                  (gethash n *collatz*)
                (setf (gethash n *collatz*)
                      (if (evenp n)
                          (1+ (n-collatz (/ n 2)))
                        (1+ (n-collatz (1+ (* n 3))))))))
N-COLLATZ

CL-USER 4 > (loop for i from 1 to 1000000 maximize (n-collatz i))

Stack overflow (stack size 15998).
  1 (continue) Extend stack by 50%.
  2 (abort) Return to top loop level 0.

Type :b for backtrace or :c <option number> to proceed.
Type :bug-form "<subject>" for a bug report template or :? for other options.

因此，上面显示的是“堆栈溢出”，而不是“堆溢出”。请注意，可以调整堆栈的大小并继续。

现在，我在全新的LispWorks中再次尝试了该方法，但是编译了该函数：

CL-USER 1 > (defparameter *collatz* (make-hash-table))
*COLLATZ*

CL-USER 2 > (setf (gethash 1 *collatz*) 0)
0

CL-USER 3 > (defun n-collatz (n)
              (if (gethash n *collatz*)
                  (gethash n *collatz*)
                (setf (gethash n *collatz*)
                      (if (evenp n)
                          (1+ (n-collatz (/ n 2)))
                        (1+ (n-collatz (1+ (* n 3))))))))
N-COLLATZ

CL-USER 4 > (compile 'n-collatz)
N-COLLATZ
NIL
NIL

CL-USER 5 > (loop for i from 1 to 1000000 maximize (n-collatz i))
524

编译后的代码可以正常工作，而无需增加堆栈。

为什么这会破坏Lispworks中的堆？

5 个答案: