Повторяющаяся версия рекурсивного алгоритма медленнее

Я пытаюсь реализовать повторяющуюся версию решительно связанных компонентов Тарьяна (SCCs), воспроизведенный здесь для Вашего удобства (источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Tarjan%27s_strongly_connected_components_algorithm).

Input: Graph G = (V, E)

index = 0                         // DFS node number counter 
S = empty                         // An empty stack of nodes
forall v in V do
  if (v.index is undefined)       // Start a DFS at each node
    tarjan(v)                     // we haven't visited yet

procedure tarjan(v)
  v.index = index                 // Set the depth index for v
  v.lowlink = index
  index = index + 1
  S.push(v)                       // Push v on the stack
  forall (v, v') in E do          // Consider successors of v
    if (v'.index is undefined)    // Was successor v' visited?
        tarjan(v')                // Recurse
        v.lowlink = min(v.lowlink, v'.lowlink)
    else if (v' is in S)          // Was successor v' in stack S? 
        v.lowlink = min(v.lowlink, v'.lowlink )
  if (v.lowlink == v.index)       // Is v the root of an SCC?
    print "SCC:"
    repeat
      v' = S.pop
      print v'
    until (v' == v)

Моя повторяющаяся версия использует следующую структуру Узла.

struct Node {
    int id; //Signed int up to 2^31 - 1 = 2,147,483,647
    int index;
    int lowlink;        
    Node *caller;                    //If you were looking at the recursive version, this is the node before the recursive call
    unsigned int vindex;             //Equivalent to the iterator in the for-loop in tarjan
    vector *nodeVector;      //Vector of adjacent Nodes 
};

Вот то, что я сделал для повторяющейся версии:

 void Graph::runTarjan(int out[]) {  //You can ignore out. It's a 5-element array that keeps track of the largest 5 SCCs
        int index = 0;
tarStack = new stack();
    onStack = new bool[numNodes];
  for (int n = 0; n < numNodes; n++) {
    if (nodes[n].index == unvisited) {
      tarjan_iter(&nodes[n], index);
    }
  }
}

void Graph::tarjan_iter(Node *u, int &index) {
    u->index = index;
    u->lowlink = index;
    index++;
    u->vindex = 0; 
    tarStack->push(u);
    u->caller = NULL;           //Equivalent to the node from which the recursive call would spawn.
    onStack[u->id - 1] = true;
    Node *last = u;
    while(true) {
        if(last->vindex < last->nodeVector->size()) {       //Equivalent to the check in the for-loop in the recursive version
            Node *w = (*(last->nodeVector))[last->vindex];
            last->vindex++;                                   //Equivalent to incrementing the iterator in the for-loop in the recursive version
            if(w->index == unvisited) {
                w->caller = last;                     
                w->vindex = 0;
                w->index = index;
                w->lowlink = index;
                index++;
                tarStack->push(w);
                onStack[w->id - 1] = true;
                last = w;
            } else if(onStack[w->id - 1] == true) {
                last->lowlink = min(last->lowlink, w->index);
            }
        } else {  //Equivalent to the nodeSet iterator pointing to end()
            if(last->lowlink == last->index) {
                numScc++;
                Node *top = tarStack->top();
                tarStack->pop();
                onStack[top->id - 1] = false;
                int size = 1;

                while(top->id != last->id) {
                    top = tarStack->top();
                    tarStack->pop();
                    onStack[top->id - 1] = false;
                    size++;
                }
                insertNewSCC(size);  //Ranks the size among array of 5 elements
            }

            Node *newLast = last->caller;   //Go up one recursive call
            if(newLast != NULL) {
                newLast->lowlink = min(newLast->lowlink, last->lowlink);
                last = newLast;
            } else {   //We've seen all the nodes
                break;
            }
        }
    }
}

Моя повторяющаяся версия выполняет и дает мне тот же вывод как рекурсивную версию. Проблема состоит в том, что повторяющаяся версия медленнее, и я не уверен почему. Кто-либо может дать мне некоторое понимание на моей реализации? Существует ли лучший способ реализовать рекурсивный алгоритм многократно?

12
задан user5243421 21 September 2012 в 05:54
поделиться

1 ответ

Рекурсивный алгоритм использует стек в качестве области хранения. В итеративной версии вы используете некоторые векторы, которые сами зависят от распределения кучи. Известно, что выделение на основе стека происходит очень быстро, поскольку это всего лишь вопрос перемещения указателя конца стека, тогда как выделение кучи может быть значительно медленнее. То, что итерационная версия работает медленнее, совсем не удивительно.

Вообще говоря, если рассматриваемая проблема хорошо вписывается в рекурсивную модель только для стека, то, во что бы то ни стало, используйте рекурсию.

15
ответ дан 2 December 2019 в 20:40
поделиться
Другие вопросы по тегам:

Похожие вопросы: