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F#中用Continuation編程避免堆棧溢出

開發 后端
今天我們將運用F#中的Continuation Style Program(CSP)方法,避免堆棧溢出問題。

當我接觸的F#編程越多,我用到遞歸的可能性就越大,也正是因為這樣,我時常會遇到堆棧溢出的問題,要想避免堆棧溢出問題,Continuation Style Program(CSP)是唯一的方法。以下我們列出普通的遞歸和CSP的版本代碼進行對比,在這里,關鍵的一點,該方法不會返回,因此它不會在調用的堆棧上創建元素,同時,由于會延遲計算Continuation方法,它不需要被保存在棧元素中:

  1. module FunctionReturnModule =    
  2.    let l = [1..1000000]   
  3.    let rec sum l =    
  4.      match l with   
  5.      | [] -> 0   
  6.      | h::t -> h + sum t   
  7.    sum l 
 
  1. module CPSModule =    
  2.     let l = [1..1000000]   
  3.     let rec sum l cont =    
  4.       match l with   
  5.       | [] -> cont 0   
  6.       | h::t ->    
  7.         let afterSum v =    
  8.           cont (h+v)   
  9.         sum t afterSum   
  10.     sum l id 

好吧,接下來的問題是如何從普通遞歸的方法得到CSP的遞歸版本呢?以下是我遵循的步驟,記?。浩渲幸恍┲虚g代碼并不能通過編譯。

首先看看我們原始的遞歸代碼:

第一步:

  1. module FunctionReturnModule =    
  2.    let l = [1..1000000]   
  3.    let rec sum l =    
  4.      match l with   
  5.      | [] -> 0   
  6.      | h::t ->    
  7.        let r = sum t   
  8.        h + r   
  9.    sum l 

第二步:處理遞歸函數中的sum,將cont移動到afterSum中,afterSum方法獲得到參數v并將它傳遞給cont(h+v):

  1. module CPSModule =    
  2.    let l = [1..1000000]   
  3.    let rec sum l cont =    
  4.      match l with   
  5.      | [] -> cont 0   
  6.      | h::t ->    
  7.        let afterSum v =    
  8.          cont (h+v)   
  9.        sum t afterSum   
  10.    sum l id 

那么,接下來讓我們使用相同的方法來遍歷樹,下面先列出樹的定義:

  1. type NodeType = int   
  2. type BinaryTree =   
  3.   | Nil   
  4.   | Node of NodeType * BinaryTree * BinaryTree  

最終的結果如下:

  1. module TreeModule =    
  2.    let rec sum tree =    
  3.      match tree with   
  4.      | Nil -> 0   
  5.      | Node(v, l, r) ->   
  6.        let sumL = sum l   
  7.        let sumR = sum r   
  8.        v + sumL + sumR   
  9.    sum deepTree   
  10.  module TreeCSPModule =    
  11.    let rec sum tree cont =    
  12.      match tree with   
  13.      | Nil -> cont 0   
  14.      | Node(v, l, r) ->   
  15.        let afterLeft lValue =    
  16.          let afterRight rValue =    
  17.            cont (v+lValue+rValue)   
  18.          sum r afterRight   
  19.        sum l afterLeft   
  20.    sum deepTree id 

開始使用相同的步驟將它轉換成CSP方式:

首先切入Continuation函數:

 
  1. module TreeModule =    
  2.    let rec sum tree cont =    
  3.      match tree with   
  4.      | Nil -> 0   
  5.      | Node(v, l, r) ->   
  6.        let sumL = sum l   
  7.        let sumR = sum r   
  8.        cont (v + sumL + sumR)   
  9.    sum deepTree 

第一步:處理sumR,將cont方法移動到afterRight中并將它傳給sum r:

 
  1. module TreeModule =    
  2.    let rec sum tree cont =    
  3.      match tree with   
  4.      | Nil -> 0   
  5.      | Node(v, l, r) ->   
  6.        let sumL = sum l   
  7.        // let sumR = sum r   
  8.        let afterRight rValue =     
  9.          cont (v + sumL + rValue)   
  10.        sum r afterRight   
  11.    sum deepTree 

第二步:處理sumL:

 
  1. module TreeModule =    
  2.    let rec sum tree cont =    
  3.      match tree with   
  4.      | Nil -> 0   
  5.      | Node(v, l, r) ->   
  6.        //let sumL = sum l   
  7.        let afterLeft lValue =   
  8.          let afterRight rValue =     
  9.            cont (v + lValue + rValue)   
  10.          sum r afterRight   
  11.        sum l afterLeft   
  12.    sum deepTree 

結束了,接下來讓我們用下面的代碼進行測試吧:

  1. let tree n =    
  2.   let mutable subTree = Node(1, Nil, Nil)   
  3.   for i=0 to n do   
  4.     subTree <- Node(1, subTree, Nil)   
  5.   subTree   
  6. let deepTree = tree 1000000   

 

責任編輯:彭凡 來源: 博客園
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