Question

我正在尝试创建一个以尾递归的方式横跨具有树状结构的对象的函数，但到目前为止，我无法编写执行它的代码。

我的树状对象是：

case class Node(lex: String,
                position: Int,
                posTag: String,
                var dependency: Int = -1,
                var left: Vector[Node],
                var right: Vector[Node])

版本1，尾递归（不工作）

到目前为止，我尝试过最简单的形式：

def matchNodes(goldSentence: LabeledSentence): Int = {

  def condition(n: Node): Boolean = ???

  @tailrec
  def match0(acc: Int, n: Seq[Node]): Int =
    (n: @switch) match {
      case head :: tail => {
        if (condition(head)) {
          match0(acc + 1, tail)
        } else {
          acc
        }
      }
      case _ => acc
    }
  match0(0, left) + match0(0, right)
}

上面的代码是tailrec，但它不是横穿整个树，只是第一级。

版本2，尾递归（不工作）

其他方式是：

def matchNodes(goldSentence: LabeledSentence): Int = {
  @inline def condition(n: Node): Boolean = ???

  def sumAcc(nodes: Vector[Node]): Vector[Node] = nodes match {
    case head +: tail => sumAcc(head.left ++ head.right ++ tail)
    case _ => nodes
  }

  @tailrec
  def match0(acc: Int, n: Seq[Node]): Int =
    (n: @switch) match {
      case head :: tail => {
        if (condition(head)) {
          match0(acc + 1, tail)
        } else {
          acc
        }
      }
      case _ => acc
    }

  val flatTree  =  sumAcc(right ++ left)
  match0(0, flatTree)
}

我在这里尝试将所有节点平放到单个Vector[Node]中，但由于某种原因，处理树后的预期结果不正确。

版本3，没有尾递归（工作）

我尝试的最后一个代码不是递归递归，但它是唯一一个计算正确结果的代码：

def matchNodes(goldSentence: LabeledSentence): Int = {

  var correctRoots = 0
  val position:Int = this.position
  val dep:Int = dependency
  val tag = goldSentence.tags(position)
  if (goldSentence.dep(position) == dep || Constants.punctuationTags.contains(tag))
    correctRoots += 1

  if (right.nonEmpty)
    for (r <- right)
      correctRoots += r.matchNodes(goldSentence)
  if (left.nonEmpty)
    for (l <- left)
      correctRoots += l.matchNodes(goldSentence)

  correctRoots
}

有没有办法让这个函数尾递归？

Answer 1

没有自然的方法将其转换为使用尾递归（即，您不会在空间使用方面获得渐近的改进）。这就是你在这里使用的树遍历算法需要一个堆栈，无论是递归给出的调用堆栈还是你维护的显式堆栈。如果你不想打破你的调用堆栈，你可以使用显式堆栈并迭代。如果你真的想坚持使用尾递归，你可以将堆栈作为额外的累加器参数传递。

// Simplified version of your Node; let's ignore the value for now
case class Node(value: Unit, children: List[Node])
var counter = 0
def traverseNodeAccum(node: Node)(acc: List[Node]): Unit = {
  counter += 1
  (node.children, acc) match {
    case (Nil, Nil) => 
      ()
    case (Nil, x :: rest) =>
      traverseNodeAccum(x)(rest)
    case (child :: otherChildren, xs) => 
      traverseNodeAccum(child)(otherChildren ++ xs)
  }
}

如果你想在不产生堆栈成本的情况下进行遍历，你必须有一个可变的树形表示（至少据我所知）。遗憾的是，您的case class治疗无效。

Answer 2

我终于编写了一个尾递归方法来横向整个树，这里它是@badcook的替代方法：

def matchNodes(goldSentence: LabeledSentence): Int = {
  @inline def condition(n: Node): Boolean = ???

  @tailrec
  def match0(acc:Int, n: Node)(queue:Seq[Node]): Int = {
    val count = if (condition(n)) acc + 1 else acc

    (queue: @switch) match {
      case head +: tail =>
        match0(count, head)(head.left ++ head.right ++ tail)
      case Nil =>
        count
    }
  }

  match0(0, this)(left ++ right)
}

在scala中以Tail递归方式遍历树状对象

版本1，尾递归（不工作）

版本2，尾递归（不工作）

版本3，没有尾递归（工作）

2 个答案: