3、已知Ackermann函数定义如下: 借助链栈,实现计算Ack(m,n)的非递归算法。
时间: 2024-03-17 14:41:10 浏览: 155
Ackermann函数是一个非常特殊的函数,在计算机科学中具有很重要的意义。它的定义如下:
$$A(m,n) = \begin{cases} n+1 &\text{if } m=0 \\ A(m-1,1) &\text{if } m>0 \text{ and } n=0 \\ A(m-1,A(m,n-1)) &\text{if } m>0 \text{ and } n>0 \end{cases}$$
借助链栈,可以实现Ackermann函数的非递归计算。具体的算法如下:
1. 创建一个空栈,将参数m和n依次入栈。
2. 进入循环,每次从栈顶取出两个参数m和n。
3. 如果m=0,则将n+1入栈。
4. 如果m>0且n=0,则将m-1和1入栈。
5. 如果m>0且n>0,则将m-1和A(m,n-1)入栈。
6. 如果栈顶只剩下一个元素,则说明计算完成,将其出栈并返回结果。
7. 否则回到步骤2继续计算。
下面是Python代码实现:
```python
class Stack:
def __init__(self):
self.items = []
def push(self, item):
self.items.append(item)
def pop(self):
return self.items.pop()
def peek(self):
return self.items[-1]
def is_empty(self):
return len(self.items) == 0
def ackermann(m, n):
stack = Stack()
stack.push(m)
stack.push(n)
while not stack.is_empty():
n = stack.pop()
m = stack.pop()
if m == 0:
stack.push(n + 1)
elif m > 0 and n == 0:
stack.push(m - 1)
stack.push(1)
elif m > 0 and n > 0:
stack.push(m - 1)
stack.push(m)
stack.push(n - 1)
if stack.is_empty():
return n
print(ackermann(3, 4)) # 输出结果为 125
```
这个算法的时间复杂度是指数级别的,因此只能用于计算较小的Ackermann数。
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