Возвращаемое значение из рекурсивного метода java [duplicate]

A StackOverflowError - ошибка времени выполнения в java.

Он вызывается, когда количество памяти стека вызовов распределяется с помощью JVM.

Обычный случай, когда a StackOverflowError бросается, когда стек вызовов превышает из-за чрезмерной глубокой или бесконечной рекурсии.

Пример:

public class Factorial {
    public static int factorial(int n){
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        else{
            return n * factorial(n-1);
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Main method started");
        int result = Factorial.factorial(-1);
        System.out.println("Factorial ==>"+result);
        System.out.println("Main method ended");
    }
}

Трассировка стека:

Main method started
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at com.program.stackoverflow.Factorial.factorial(Factorial.java:9)
at com.program.stackoverflow.Factorial.factorial(Factorial.java:9)
at com.program.stackoverflow.Factorial.factorial(Factorial.java:9)

В приведенном выше случае можно избежать программных изменений. Но если логика программы правильная, и все же это происходит, тогда размер стека должен быть увеличен.

Переполнение стека означает, что: переполнение стека. Обычно в программе есть один стек, который содержит переменные и адреса локальной области, куда возвращаться, когда заканчивается выполнение подпрограммы.

Если стек пуст, вы не можете поп, если вы получите стек недопустимая ошибка.

Если стек заполнен, вы не можете нажать, если вы получите ошибку переполнения стека.

Таким образом, переполнение стека появляется там, где вы слишком много выделяете стек. Например, в упомянутой рекурсии.

Некоторые реализации оптимизируют некоторые формы рекурсий. Рекурсия хвоста в частности. Рекурсивные подпрограммы хвоста - это форма подпрограмм, в которых рекурсивный вызов появляется как последняя вещь, что делает процедура.

Некоторые реализации до сих пор реализуют свои собственные стеки для рекурсии, поэтому они позволяют рекурсии продолжать до тех пор, пока система не исчерпает память.

Самая простая вещь, которую вы могли бы попробовать, это увеличить размер стека, если сможете. Если вы не можете этого сделать, вторая лучшая вещь - посмотреть, есть ли что-то, что явно вызывает переполнение стека. Попробуйте, напечатав что-то до и после вызова в рутину. Это поможет вам выяснить неудачную процедуру.

Как вы говорите, вам нужно показать какой-то код. : -)

Ошибка переполнения стека обычно происходит, когда ваша функция вызывает слишком много гнезд. См. Раздел «Поток потока переполнения стека» для некоторых примеров того, как это происходит (хотя в случае этого вопроса ответы преднамеренно вызывают переполнение стека).

Переполнение стека обычно вызывается слишком сложным вызовом функций вложенности (особенно просто при использовании рекурсии, т. е. функции, которая вызывает себя) или выделения большого объема памяти в стеке, где использование кучи было бы более уместным.

Чтобы описать это, сначала давайте понять, как хранятся локальные переменные и объекты.

Локальная переменная хранится в local :

Если вы посмотрели на изображении вы должны понимать, как все работает.

Когда вызов функции вызывается Java-приложением, в стеке вызовов выделяется фрейм стека. Фрейм стека содержит параметры вызываемого метода, его локальные параметры и обратный адрес метода. Адрес возврата обозначает точку выполнения, из которой выполнение программы должно продолжаться после возврата вызванного метода. Если нет места для нового фрейма стека, то StackOverflowError вызывается виртуальной машиной Java (JVM).

Наиболее распространенным случаем, который может исчерпать стек Java-приложения, является рекурсия. В рекурсии метод запускается во время его выполнения. Рекурсия рассматривается как мощный метод программирования общего назначения, но ее следует использовать с осторожностью, чтобы избежать StackOverflowError.

Пример, показывающий StackOverflowError, показан ниже:

StackOverflowErrorExample.java:

public class StackOverflowErrorExample {

    public static void recursivePrint(int num) {
        System.out.println("Number: " + num);

        if(num == 0)
            return;
        else
            recursivePrint(++num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        StackOverflowErrorExample.recursivePrint(1);
    }
}

В этом примере мы определяем рекурсивный метод, называемый recursivePrint, который печатает целое число, а затем вызывает себя со следующим последовательным целым числом в качестве аргумента. Рекурсия заканчивается, пока мы не перейдем в 0 в качестве параметра. Однако в нашем примере мы передали параметр из 1 и его увеличивающих последователей, следовательно, рекурсия никогда не завершится.

Пример выполнения с использованием флага -Xss1M, который определяет размер стека потоков ниже 1MB, показано ниже:

Number: 1
Number: 2
Number: 3
...
Number: 6262
Number: 6263
Number: 6264
Number: 6265
Number: 6266
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:480)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes(StreamEncoder.java:221)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer(StreamEncoder.java:291)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer(StreamEncoder.java:104)
        at java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer(OutputStreamWriter.java:185)
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:527)
        at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:669)
        at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:806)
        at StackOverflowErrorExample.recursivePrint(StackOverflowErrorExample.java:4)
        at StackOverflowErrorExample.recursivePrint(StackOverflowErrorExample.java:9)
        at StackOverflowErrorExample.recursivePrint(StackOverflowErrorExample.java:9)
        at StackOverflowErrorExample.recursivePrint(StackOverflowErrorExample.java:9)
        ...

В зависимости от начальной конфигурации JVM результаты могут отличаться, но в конечном итоге следует вызывать StackOverflowError. Этот пример является очень хорошим примером того, как рекурсия может вызвать проблемы, если не выполнять их с осторожностью.

StackOverflowErrorExample.java:

Вот пример

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(add5(1));
}

public static int add5(int a) {
    return add5(a) + 5;
}

. StackOverflowError в основном - это когда вы пытаетесь сделать что-то, что, скорее всего, называет себя и продолжается бесконечно (или пока оно не даст StackOverflowError).

add5(a) будет вызывать себя, а затем снова называть себя и т. д.

Если у вас есть такая функция, как:

int foo()
{
    // more stuff
    foo();
}

Затем foo () будет продолжать называть себя, все глубже и глубже, и когда пространство, используемое для отслеживания того, какие функции вы используете, заполнен, вы получаете ошибку переполнения стека.

Термин «переполнение стека» (переполнение) часто используется, но является неправильным;

- с лекционных слайдов профессора д-ра Дитера Голлмана

Наиболее распространенной причиной переполнения стека является чрезмерно глубокая или бесконечная рекурсия. Если это ваша проблема, этот учебник по Java Recursion может помочь понять проблему.

Ниже приведен пример рекурсивного алгоритма для обращения к односвязному списку. На ноутбуке со следующей спецификацией (память 4G, процессор Intel Core i5 2.3GHz, 64-разрядная версия Windows 7) эта функция будет запущена с ошибкой StackOverflow для связанного списка размером около 10 000.

Я хочу сказать, что мы должны использовать рекурсию разумно, всегда принимая во внимание масштаб системы. Часто рекурсия может быть преобразована в итеративную программу, которая масштабируется лучше. (Одна итеративная версия того же алгоритма приведена в нижней части страницы, она меняет один и тот же список размером 1 миллион за 9 миллисекунд.)

    private static LinkedListNode doReverseRecursively(LinkedListNode x, LinkedListNode first){

    LinkedListNode second = first.next;

    first.next = x;

    if(second != null){
        return doReverseRecursively(first, second);
    }else{
        return first;
    }
}

public static LinkedListNode reverseRecursively(LinkedListNode head){
    return doReverseRecursively(null, head);
}

Итеративная версия того же алгоритма: [ ! d2]

    public static LinkedListNode reverseIteratively(LinkedListNode head){
    return doReverseIteratively(null, head);
}   

private static LinkedListNode doReverseIteratively(LinkedListNode x, LinkedListNode first) {

    while (first != null) {
        LinkedListNode second = first.next;
        first.next = x;
        x = first;

        if (second == null) {
            break;
        } else {
            first = second;
        }
    }
    return first;
}


public static LinkedListNode reverseIteratively(LinkedListNode head){
    return doReverseIteratively(null, head);
}

Это типичный случай java.lang.StackOverflowError ... Метод рекурсивно вызывает себя без выхода в doubleValue(), floatValue() и т. д.

Rational.java

    public class Rational extends Number implements Comparable<Rational> {
        private int num;
        private int denom;

        public Rational(int num, int denom) {
            this.num = num;
            this.denom = denom;
        }

        public int compareTo(Rational r) {
            if ((num / denom) - (r.num / r.denom) > 0) {
                return +1;
            } else if ((num / denom) - (r.num / r.denom) < 0) {
                return -1;
            }
            return 0;
        }

        public Rational add(Rational r) {
            return new Rational(num + r.num, denom + r.denom);
        }

        public Rational sub(Rational r) {
            return new Rational(num - r.num, denom - r.denom);
        }

        public Rational mul(Rational r) {
            return new Rational(num * r.num, denom * r.denom);
        }

        public Rational div(Rational r) {
            return new Rational(num * r.denom, denom * r.num);
        }

        public int gcd(Rational r) {
            int i = 1;
            while (i != 0) {
                i = denom % r.denom;
                denom = r.denom;
                r.denom = i;
            }
            return denom;
        }

        public String toString() {
            String a = num + "/" + denom;
            return a;
        }

        public double doubleValue() {
            return (double) doubleValue();
        }

        public float floatValue() {
            return (float) floatValue();
        }

        public int intValue() {
            return (int) intValue();
        }

        public long longValue() {
            return (long) longValue();
        }
    }

Main.java

    public class Main {

        public static void main(String[] args) {

            Rational a = new Rational(2, 4);
            Rational b = new Rational(2, 6);

            System.out.println(a + " + " + b + " = " + a.add(b));
            System.out.println(a + " - " + b + " = " + a.sub(b));
            System.out.println(a + " * " + b + " = " + a.mul(b));
            System.out.println(a + " / " + b + " = " + a.div(b));

            Rational[] arr = {new Rational(7, 1), new Rational(6, 1),
                    new Rational(5, 1), new Rational(4, 1),
                    new Rational(3, 1), new Rational(2, 1),
                    new Rational(1, 1), new Rational(1, 2),
                    new Rational(1, 3), new Rational(1, 4),
                    new Rational(1, 5), new Rational(1, 6),
                    new Rational(1, 7), new Rational(1, 8),
                    new Rational(1, 9), new Rational(0, 1)};

            selectSort(arr);

            for (int i = 0; i < arr.length - 1; ++i) {
                if (arr[i].compareTo(arr[i + 1]) > 0) {
                    System.exit(1);
                }
            }


            Number n = new Rational(3, 2);

            System.out.println(n.doubleValue());
            System.out.println(n.floatValue());
            System.out.println(n.intValue());
            System.out.println(n.longValue());
        }

        public static <T extends Comparable<? super T>> void selectSort(T[] array) {

            T temp;
            int mini;

            for (int i = 0; i < array.length - 1; ++i) {

                mini = i;

                for (int j = i + 1; j < array.length; ++j) {
                    if (array[j].compareTo(array[mini]) < 0) {
                        mini = j;
                    }
                }

                if (i != mini) {
                    temp = array[i];
                    array[i] = array[mini];
                    array[mini] = temp;
                }
            }
        }
    }

Результат

    2/4 + 2/6 = 4/10
    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    2/4 - 2/6 = 0/-2
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
    2/4 * 2/6 = 4/24
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
    2/4 / 2/6 = 12/8
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)
        at com.xetrasu.Rational.doubleValue(Rational.java:64)

Вот исходный код StackOverflowError в OpenJDK 7

StackOverflowError относится к стеку, поскольку OutOfMemoryError относится к куче.

Неограниченные рекурсивные вызовы приводят к тому, что пространство стека израсходовано.

В следующем примере создается StackOverflowError:

class  StackOverflowDemo
{
    public static void unboundedRecursiveCall() {
     unboundedRecursiveCall();
    }

    public static void main(String[] args) 
    {
        unboundedRecursiveCall();
    }
}

StackOverflowError можно избежать, если рекурсивные вызовы ограничены, чтобы предотвратить суммарное общее количество неполных вызовов в памяти (в байтах) от превышения размера стека (в байтах).