我怎样才能加速这个递归函数

本文关键字：递归函数 加速 | 更新日期: 2023-09-27 18:30:17

我有一个递归函数，可以从大约 2000 条记录的 IEnumerable 构建节点列表。该过程目前大约需要 9 秒才能完成，并且已成为一个主要的性能问题。该函数用于：

a） 按层次结构对节点进行排序

b） 计算每个节点的深度

这是一个精简的示例：

public class Node
{
    public string Id { get; set; }
    public string ParentId { get; set; }
    public int Depth { get; set; }
}
private void GetSortedList()
{
// next line pulls the nodes from the DB, not included here to simplify the example         
IEnumerable<Node> ie = GetNodes();
    var l = new List<Node>();
    foreach (Node n in ie)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(n.ParentId))
        {
            n.Depth = 1;
            l.Add(n);
            AddChildNodes(n, l, ie);
        }
    }
}
private void AddChildNodes(Node parent, List<Node> newNodeList, IEnumerable<Node> ie)
{
    foreach (Node n in ie)
    {
        if (!string.IsNullOrWhiteSpace(n.ParentId) && n.ParentId == parent.Id)
        {
            n.Depth = parent.Depth + 1;
            newNodeList.Add(n);
            AddChildNodes(n, newNodeList, ie);
        }
    }
}

重写它以最大限度地提高性能的最佳方法是什么？我已经尝试了 yield 关键字，但我不确定这会让我得到我正在寻找的结果。我也读过有关使用堆栈的文章，但我发现的示例都没有使用父 ID（它们使用子节点列表代替），所以我对如何处理它有点困惑。

我怎样才能加速这个递归函数

递

归不是导致性能问题的原因。真正的问题是，在每次递归调用AddChildNodes时，你遍历整个列表以找到当前父级的子级，所以你的算法最终是O（n^2）。

要解决此问题，您可以创建一个字典，该字典为每个节点 ID 提供其所有子节点的列表。 这可以通过列表的单次传递来完成。 然后，您可以从根 Id （"） 开始，递归访问其每个子级（即"深度优先遍历"）。这将只访问每个节点一次。所以整个算法是O（n）。代码如下所示。

调用GetSortedList后，排序结果以result为单位。请注意，如果您愿意，您可以在GetSortedList中创建children和result局部变量，并将它们作为参数传递给 DepthFirstTraversal。但这不必要地减慢了递归调用的速度，因为这两个参数在每个递归调用上始终具有相同的值。

您可以使用堆栈摆脱递归，但性能提升可能不值得。

Dictionary<string, List<Node>> children = null; 
List<Node> result = null;
private void GetSortedList()
{
    var ie = data;
    children = new Dictionary<string,List<Node>>();
    // construct the dictionary 
    foreach (var n in ie) 
    {
        if (!children.ContainsKey(n.ParentId)) 
        {
            children[n.ParentId] =  new List<Node>();
        }
        children[n.ParentId].Add(n);
    }
    // Depth first traversal
    result = new List<Node>();
    DepthFirstTraversal("", 1);
    if (result.Count() !=  ie.Count()) 
    {
        // If there are cycles, some nodes cannot be reached from the root,
        // and therefore will not be contained in the result. 
        throw new Exception("Original list of nodes contains cycles");
    }
}
private void DepthFirstTraversal(string parentId, int depth)
{
    if (children.ContainsKey(parentId))
    {
        foreach (var child in children[parentId])
        {
            child.Depth = depth;
            result.Add(child);
            DepthFirstTraversal(child.Id, depth + 1);
        }
    }
}
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