4.5 KiB
4.5 KiB
Odstranění rekurze
Proč?
- problémy s hloubkou zanoření (velikost zásobníku je malá)
- neefektivní , protože se při volání metod kopírují hodnoty skutečných parametrů do zásobníku
Koncová rekurze
- kód končí jediným rekurzivním voláním
- nejjednodušší druh rekurze, je snadné přepsat na cyklus
Eliminace vlastním zásobníkem
- použití zásobníku jako seznamu úkolů (například třída
Task
) - položky v zásobníku budou obsahovat:
- co se má udělat (parametry)
- v jaké čísti úkolu jsme (segment)
- data nutná pro pokračování výpočtu (mezivýsledky)
- pokud je potřeba pro dokončení úkolu rekurze, přidá se do zásobníku nový úkol
- až se dojde k triviálnímu úkolu, data se předají dalšímu úkolu
Jak rekurzi odstranit?
- rozdělíme kód na segmenty mezi rekurzivními voláními
- na začátku do zásobníku vložíme pouze hlavní úkol
- zpracováváme položky zásobníku, dokud není prázdný
- místo rekurzivního volání:
- uložíme stav výpočtu položky na vrcholu zásobníku (stavové proměnné)
- zvýšíme segment na vrcholu zásobníku (jsme o jednu část úkolu dál)
- do zásobníku přidáme nový úkol reprezentující rekurzi
- ukončíme zpracování aktuálního úkolu (smyčka se k němu vrátí později)
- místo vrácení hodnoty:
- uložíme výsledek do proměnné
result
- odebereme úkol z vrcholu zásobníku
- uložíme výsledek do proměnné
- při pokračování dalším segmentem:
- obnovíme stavové proměnné z položky na vrcholu zásobníku
- výsledek posledního rekurzivního volání se nachází v proměnné
result
- na konci vrátímě proměnnou
result
Závěr
- každou rekurzivní funkci je možné přepsat bez použití rekurze
- pracný mechanický postup
- horší přehlednost kódu
- potřeba implementace zásobníku
- přepsání bez rekurze zachovává třídu složitosti (nezajišťuje efektivitu)
- pro nalezení efektivnější implementace mechanický postup neexistuje
Fronta
- abstraktní datová struktura
- podobá se zásobníku
- FIFO - first in, first out
Operace
- přidání prvku na konec
- vybrání prvku na začátku začátku
- odebrání prvku na začátku začátku
Implementace spojovým prvkem
- velmi podobná zásobníku
- kromě odkazu na první prvek uchovává i odkaz na poslední prvek
Složitost operací
- všechny
\Theta(1)
- vyšší náročnost na paměť
Implementace polem
- velmi podobná zásobníku
- po odebrání vznikají prázdná místa v poli
- je možné je využít pro přidávání
- struktura obsahuje:
- index prvního prvku
- počet obsazených indexů
- při přidávání prvku:
- kontrolujeme, jestli se prvek do pole vejde
- pokud je místo na začátku, vložíme prvek na začátek pole
- pokud je pole plné zvětšíme pole a zkopírujeme od indexu prvního prvku až do délky pole
- využijeme modula - pomocí něj index "přeteče" na začátek pole
- máme pole o 5 prvcích
- vkládáme na index 5, nicméně 5 % 5 je 0 (začátek pole)
- kontrolujeme, jestli se prvek do pole vejde
Složitost operací
- vybrání/odebrání prvního prvku
\Theta(1)
- přidání prvku na konec:
- většinou
\Theta(1)
- při zvětšení pole
\Theta(n)
- v průměru
\Theta(1)
- většinou
Třídy s typovým parametrem
- často potřeba kolekce pro různé datové typy
- není vhodné vytvářet samostatné kolekce (třídy) pro různé datové typy
Řešení pomocí Object
- všechny třídy dědí z Object
- vkládání není problém
- při vybrání prvku je potřeba jej přetypovat
- případná chyba se objeví až za běhu programu
Obalovací třída
- anglicky wrapper
- poskytuje metody, které provádějí přetypování na správnou třídu
- skrývá vnitřní implementaci s
Object
- je potřeba ji vytvořit pro každý datový typ
Generická třída
- třída s typovým parametrem
class MyStack<T>
- datový typ
Object
poté nahradíme typemT
- bohužel nefunguje všude
- typ
T
pouze přebíráme a vracíme - vnitřně používáme
Object
, který poté přetypujeme
- typ
- datový typ
- typovým parametrem nemůže být primitivní datový typ
- využijeme obalovací třídu (
Integer
,Double
, ...) - přetypování (boxing a unboxing) probíhá automaticky, je ale dobré o něm vědět
- využijeme obalovací třídu (
- někdy je potřeba, aby typový parametr něco uměl
- je možné použít rozhraní
class MyStack<T extends IProcessable>
- pokud potřebujeme použít nějakou metodu tohoto rozhraní ve třídě, můžeme
Object
přetypovat naT