字段变量产生与具有递归的局部变量不同的结果答案

【问题标题】：Field variable produces different result than local variable with recursion字段变量产生与具有递归的局部变量不同的结果
【发布时间】：2013-02-17 13:50:16
【问题描述】：

我遇到了这个非常奇怪的问题，我不知道为什么。

public class QuickSort
{
  private int pivLocation;
  private void quickSort(Integer[] input, int low, int high)
  {
    if(low < high)
    {
      this.pivLocation = partition(input, low, high);
      quickSort(input, low, pivLocation-1);
      quickSort(input, pivLocation+1, high);
      Inversions.comparisons += high - low;
    }
  }
}

private int partition(Integer[] input, int low, int high)
{

        int arrLength = high - low;

        if(arrLength%2 == 0){

            int pivot = input[low];
        }
        else
        {
            int pivot = 1;
        }
    int i = low+1;
    for(int j=low+1; j<= high; j++ )
    {

        if(input[j]< pivot)
        {

            swap(input, j, i);
            i++;
        }
    }
    swap(input, low, i-1);

    return i-1;


}

与编写完全相同的代码相比，这给出了不同的比较计数，但我没有使用字段变量，而是将 pivLocation 转换为局部变量。

int pivLocation = partition(input, low, high);

我不明白为什么。

【问题讨论】：

标签： java variables global-variables

【解决方案1】：

使用类变量时，请考虑以下事项：

pivLocation = partition(input,low,high);
// pivLocation changes in this function (specifically to a lower value)
quickSort(input, low, pivLocation-1);
// pivLocation is now lower than expected
quickSort(input, pivLocation+1, high);

因此，第二个quickSort 使用可能包含已排序元素的索引来调用。因此，比较的次数将高于所需的次数。

当你使用一个局部变量时，每个递归调用都有它自己的pivLocation 变量，所以你没有这个问题。

【讨论】：

然而，奇怪的是排序正确完成。只有比较是错误的。如果 pivLocation 不正确，排序也应该失败。不应该吗？
@idipous 从第一次递归调用，pivLocation 只能得到一个较小的值（简单分析一下就知道了）。这意味着您将为包含一些已排序数据的索引调用quickSort。因此排序应该是成功的。交换两个递归调用应该会导致排序失败。
嗯，即使我交换递归调用，它也不会失败。它仍然正确排序。唯一错误的是比较。我理解它的方式是，正如您正确所说的 pivLocation 在第一个递归调用中发生了变化，但是因为当我调用第二个递归函数时它被 -1 更改了，所以我加了 1 并且由于我实现分区的方式它不会不同。
@idipous 我不明白为什么在交换调用时它会正确排序（至少不是从提供的代码中）。你是什么意思比较是错误的？
我添加了分区代码。通过比较，我的意思是 Inversions.comparisons，它是快速排序完成的比较次数。当我使用局部变量而不是类字段时，我会得到预期的数字，否则会得到错误的数字。

【解决方案2】：

因为递归。每次调用方法时都会初始化局部变量。

当你有：

int var;
void mymethod() {
   mymethod();
}

var 只初始化一次。

与

void mymethod() {
   int var;
   mymethod();
}

var 在每次调用mymethod() 时都会被初始化（设置为零），因为变量范围在方法内是有限的。

【讨论】：