【Weiss】【第03章】练习3.11：比较单链表递归与非递归查找元素

【练习3.11】

编写查找一个单链表特定元素的程序。分别用递归和非递归实现，并比较它们的运行时间。

链表必须达到多大才能使得使用递归的程序崩溃？

Answer:

实现都是比较容易的，但是实际上查找链表元素本身也没必要使用递归的方法。

考虑到题目让人比较运行时间与程序崩溃的边界，可以认为这是警示大家不要滥用递归的题目【【

毕竟在算法本身足够简单的时候，递归压栈会浪费大量额外空间与时间。

个人设备实测下，链表长度约5000时递归查找即崩溃，而迭代可在1000000长度的链表下正确运行。

测试代码如下：

#include <iostream>
#include "linklist.h"
using linklist::List;
using namespace std;
int main(void)
{
    List<int> number;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        number.additem(i);
    //测试两种查找的结果
    cout << (number.find(1) == number.find_recursive(1)) << endl;
    cout << (number.find(3) == number.find_recursive(3)) << endl;
    cout << (number.find(7) == number.find_recursive(7)) << endl;
    cout << (number.find(8) == number.find_recursive(8)) << endl;
    
    //通过调整循环次数，确定链表多长时递归会溢出
    for (int i = 0; i < 4500; ++i)
        number.additem(20);
    number.additem(40);
    //取消下面两种查找的注释，测试各自在多长的链表下能够运行
    //在个人的设备上，迭代算法循环百万次后仍可运行
    //而递归算法约5000次时即会溢出
    //number.find(40);
    //number.find_recursive(40);

    system("pause");
}

实现代码如下：

//练习3.11新增，递归查找链表元素
template <typename T> Node<T>* List<T>::find_recursive(const T &item)
{
    return findr(item, front);
}
template<typename T> Node<T>* List<T>::findr(const T &item, Node<T>* pos)
{
    if (pos == nullptr || pos->data == item)
        return pos; 
    else 
        return findr(item, pos->next);
}

其中，find_recursive在模板内声明为public，使用时调用该函数。而findr在模板内为private，是实际运算的执行者。