scala - Scala的N树遍历导致堆栈溢出

Question

我正在尝试从N树数据结构返回小部件列表。在我的单元测试中，如果我大约有大约2000个具有单个依赖项的小部件，我将遇到堆栈溢出。我认为正在发生的是for循环导致我的树遍历不是尾递归。用scala编写此代码的更好方法是什么？这是我的功能:

protected def getWidgetTree(key: String) : ListBuffer[Widget] = {
  def traverseTree(accumulator: ListBuffer[Widget], current: Widget) : ListBuffer[Widget] = {
    accumulator.append(current)

    if (!current.hasDependencies) {
      accumulator
    }  else {
      for (dependencyKey <- current.dependencies) {
        if (accumulator.findIndexOf(_.name == dependencyKey) == -1) {
          traverseTree(accumulator, getWidget(dependencyKey))
        }
      }

      accumulator
    }
  }

  traverseTree(ListBuffer[Widget](), getWidget(key))
}

Answer 1

它不是尾递归的原因是您正在函数内进行多个递归调用。要进行尾部递归，递归调用只能是函数主体中的最后一个表达式。毕竟，关键是它的工作方式类似于while循环(因此可以转换为循环)。循环不能在一次迭代中多次调用自身。

要进行这样的树遍历，您可以使用队列来结转需要访问的节点。

假设我们有这棵树:

//        1
//       / \  
//      2   5
//     / \
//    3   4

用这个简单的数据结构表示:

case class Widget(name: String, dependencies: List[String]) {
  def hasDependencies = dependencies.nonEmpty
}

我们有指向每个节点的此映射:

val getWidget = List(
  Widget("1", List("2", "5")),
  Widget("2", List("3", "4")),
  Widget("3", List()),
  Widget("4", List()),
  Widget("5", List()))
  .map { w => w.name -> w }.toMap

现在我们可以将您的方法重写为尾递归的:

def getWidgetTree(key: String): List[Widget] = {
  @tailrec
  def traverseTree(queue: List[String], accumulator: List[Widget]): List[Widget] = {
    queue match {
      case currentKey :: queueTail =>        // the queue is not empty
        val current = getWidget(currentKey)  // get the element at the front
        val newQueueItems =                  // filter out the dependencies already known
          current.dependencies.filterNot(dependencyKey => 
            accumulator.exists(_.name == dependencyKey) && !queue.contains(dependencyKey))
        traverseTree(newQueueItems ::: queueTail, current :: accumulator) // 
      case Nil =>                            // the queue is empty
        accumulator.reverse                  // we're done
    }
  }

  traverseTree(key :: Nil, List[Widget]())
}

并测试一下:

for (k <- 1 to 5)
  println(getWidgetTree(k.toString).map(_.name))

打印:

ListBuffer(1, 2, 3, 4, 5)
ListBuffer(2, 3, 4)
ListBuffer(3)
ListBuffer(4)
ListBuffer(5)