使用 Eclipse 的调试器了解 Java 递归答案

【问题标题】：Understanding Java recursion using Eclipse's debugger使用 Eclipse 的调试器了解 Java 递归
【发布时间】：2015-04-22 11:36:22
【问题描述】：

我正在通过 Java 中的一些简单递归练习来理解这个概念（我对此感到困惑）。到目前为止，我的所有研究都非常依赖 Eclipse 的调试器来准确理解我的代码在做什么。但是，当涉及到递归时，我发现情况并非如此，因为很难准确跟踪正在发生的事情。

考虑以下代码，返回nth 斐波那契数的方法：

public int fibonacci(int n) {
    if (n == 0 || n == 1) {
        return n;
    } else {
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
    }
}

在对这段代码使用调试器时，很难准确地跟踪正在发生的事情以及发生的地点/时间。只有一个变量，它每一步都会改变，而且，对于一个小的n 值，例如 7，它已经变得难以跟踪，因为在最终达到 13 之前执行的步骤太多了.

我想知道：

如何以更好的方式（一般而言）调试我的递归代码，以便更好地理解递归？
考虑到 return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2) 的概念很容易理解，我是否过于关注调试这类事情？

【问题讨论】：

你试过在一张纸上画出调用结构吗？这可能是了解递归在做什么的好练习。
递归方法的输入/输出的简单输出（sysout 或日志）有助于理解恕我直言
@RC：请不要通过打印到系统输出来教他调试。我知道有太多的开发人员正是这样做的，这通常会成为生产代码。
++ 不仅要理解递归，还要理解调试器。
您可能需要仔细查看调用堆栈。Eclipse 允许您选择一个堆栈帧并查看该堆栈帧中变量的值。这对于理解递归很有用。

标签： java eclipse debugging recursion

【解决方案1】：

如何调试我的递归代码？

首先，确保您已切换到 Debug 透视图并且您看到的是正确的窗口（@987654322@、Expressions、Debug 和您的源代码），例如像这样：

接下来，请注意在Debug 中，您可以看到当前调用该方法的频率。该列表会根据调用了多少方法而尚未返回的方法来增长和缩小。

您可以单击其中一种方法来更改范围。查看Variables 的内容在您更改范围时如何变化。

最后，要检查任意内容，请在Expressions 窗口中输入表达式。这几乎就像实时编码。您几乎可以检查任何东西。

我是否过于关注调试？

没有。学会正确地做事，以后会为你节省很多时间。

添加System.out.println() 需要重新编译，并且需要重现并不总是那么简单的情况。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以在打印n 值及其fibonnacci 值的每条指令中使用简单的System.out.prinln() 对其进行调试。

这是一个示例代码：

public int fibonacci(int n) {
  if (n == 0 || n == 1) {
     System.out.println("your value is: " +n+ " and its Fibonacci value is: "+n);
     return n;
  } else {
    System.out.println("your value is: " +n+ " and its Fibonacci value is: "+fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2));
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
  }
}

您可以测试DEMO here。

【讨论】：

【解决方案3】：

“内联”代码使 Eclipse 调试器的使用更加困难，因为它非常注重显示不存在的局部变量。您可以通过使事情更详细并保存到变量来使这更容易逐步完成。通过这种方式，您可以更轻松地了解正在发生的事情和结果。例如，如下修改您的代码将使调试器更易于使用：

public int fibonacci(int n) {
    if (n == 0 || n == 1) {
        return n;
    } else {
        int nMinus1 = fibonacci(n - 1);
        int nMinus2 = fibonacci(n - 2);
        int retValue = nMinus1 + nMinus2;
        return retValue;
    }
}

免责声明：我没有尝试编译此代码。

【讨论】：

【解决方案4】：

我花了一些时间来掌握递归，但出于某种原因，我从来没有发现调试器很有用。我将尝试向您解释我是如何做的，它不涉及调试器（免责声明：这是一种个人方法，可能不正确或不通用）。

在递归代码中，您总是至少有一个终止块和一个递归块。在心理上隔离这两个部分。

return n; -> 终止块

return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); -> 递归块
递归块表示递归的抽象规则。您无需在变量Fn1 和Fn2 中包含这些值，而是使用相同的函数获取这些值。想想一堵砖墙：您的递归函数创建了墙，将砖添加到现有墙。在递归块内，在某个步骤，您不介意现有墙是由谁以及如何创建的，您只需向其添加新砖块。碰巧墙是由同一个函数创建的，当时是一块砖。
在终止块中，使用一些值调用代码。在该值的过程结束时应该发生什么？说到斐波那契，在过程结束时（n = 1 或n = 0）我必须再次将这些数字加到总数中。这是由递归块完成的。换句话说，终止块将具体值（而不是如何获取它们的过程）提供给递归块。

当我必须进行故障排除时，我会在每一步打印值，这是我为我找到的最佳解决方案。然后我检查它们是否是它们应该是的。对于您的斐波那契，我希望看到类似的输出

代码：

public static int fibonacci( int n ) {
    System.out.println( "\nInput value: " + n );
    if( n == 0 || n == 1 ) {
        System.out.println( "Terminating block value: " + n );
        return n;
    }
    else {
        System.out.println( "Recursion block value: fibonacci(" + (n - 1) + ") + fibonacci(" + (n - 2) + ")" );
        int result = fibonacci( n - 1 ) + fibonacci( n - 2 );
        System.out.println( "Recursion block return value: " + result );
        return result;
    }
}

输出：

Input value: 4
Recursion block value: fibonacci(3) + fibonacci(2)

Input value: 3
Recursion block value: fibonacci(2) + fibonacci(1)

Input value: 2
Recursion block value: fibonacci(1) + fibonacci(0)

Input value: 1
Terminating block value: 1

Input value: 0
Terminating block value: 0
Recursion block return value: 1

Input value: 1
Terminating block value: 1
Recursion block return value: 2

Input value: 2
Recursion block value: fibonacci(1) + fibonacci(0)

Input value: 1
Terminating block value: 1

Input value: 0
Terminating block value: 0
Recursion block return value: 1
Recursion block return value: 3

您还可以阅读有关Induction 的有用信息，它与递归严格相关。

【讨论】：