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我正在学习C++,并且在玩链表。
考虑以下极其简单的实现:
static std::size_t n_constructors {0};
template <typename T>
class list {
public:
list(T n) : item{n} { n_constructors++; }
list(T n, list* l) : item{n}, next {l} { n_constructors++; }
list(const list&);
~list() { delete next; }
void insert(T n);
void print() const;
list reverse() const;
list reverse_iter() const;
private:
T item;
list* next {nullptr};
};
template <typename T>
list<T>::list(const list& src)
:
item {src.item}
{
n_constructors++;
if (src.next) {
next = new list {*src.next};
}
}
template <typename T>
void list<T>::insert(T n) {
if (next == nullptr)
next = new list {n};
else
next->insert(n);
}
template <typename T>
void list<T>::print() const {
std::cout << item << " ";
if (next)
next->print();
else
std::cout << std::endl;
}
template <typename T>
list<T> list<T>::reverse() const {
if (next) {
auto s = next->reverse();
s.insert(item);
return s;
} else {
return list {item};
}
}
template <typename T>
list<T> list<T>::reverse_iter() const {
auto sptr = new list<T> {item};
auto prev = next;
auto link = next;
while (link) {
auto tmp = new list<T>(link->item, sptr);
link = link->next;
prev = link;
sptr = tmp;
}
return *sptr;
}
如您所见,我编写了两个反向函数:一个迭代函数和一个递归函数。
int main() {
list<int> s{1};
for (int i = 2; i < 10000; ++i)
s.insert(i);
std::cout << "initial constructor\n";
std::cout << "called " << n_constructors << " constructors.\n";
auto t0 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto s2 = s.reverse_iter();
auto t = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::cout << "iterative reverse\n";
std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t - t0).count() <<" ms\n";
std::cout << "called " << n_constructors << " constructors.\n";
t0 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto s3 = s.reverse();
t = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::cout << "recursive reverse\n";
std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t - t0).count() <<" ms\n";
std::cout << "called " << n_constructors << " constructors.\n";
}
这是我的基准测试的典型结果(与g++ 9.3.0编译,通过
-O2
打开了optimiser):
initial constructor
called 9999 constructors.
iterative reverse
0 ms
called 29997 constructors.
recursive reverse
1692 ms
called 50034995 constructors.
性能上的差异是惊人的。
template <typename T>
list<T>::list(list&& src)
:
item {src.item},
next {src.next}
{
n_constructors++;
src.next = nullptr;
src.item = 0;
}
结果如下:
initial constructor
called 9999 constructors.
iterative reverse
0 ms
called 29997 constructors.
recursive reverse
90 ms
called 49994 constructors.
很好,现在至少递归函数执行与迭代函数一样多的分配。
initial constructor
called 99999 constructors.
iterative reverse
7 ms
called 299997 constructors.
recursive reverse
9458 ms
called 499994 constructors.
我认为,与迭代相比,递归反向更具可读性和优雅性。
最佳答案
您不仅要在递归和迭代之间进行测试,还要在增长顺序不同的两种算法之间进行测试。
您的reverse
的复杂度为T(n)= T(n-1)+ O(n),因此链接数为平方。您的reverse_iter
仅具有线性复杂度。因此,这种比较是不公平的。
关于c++ - C++中的高性能递归函数,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/64515062/
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