Common Lisp Mergesort 中的 Stackoverflow

Question

我已经编写了我的第一个 Common Lisp 函数，但我无法追踪我的错误是在哪里产生的。我该如何解决以下错误：

Error: Stack overflow on value stack. While executing: TRUNCATE

这是我的代码：

(defun mergelist (alist low mid high)
    (setq i1 low)
    (setq i2 (+ mid 1))
    (setq i low)
    (setq blist `())
    (loop while (and (<= i1 mid) (<= i2 high)) do
        (if (<= (nth i1 alist) (nth i2 alist))
            (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist))
            (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist))
        )
    )
    (loop while (<= i1 mid) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist)) 
    )
    (loop while (<= i2 high) do
        (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist))  
    )
    (setq j low)
    (loop for j from j to high do
        (setf (nth i alist) (nth i blist))
    )
)

(defun mergesort (alist low high)
    (when (< low high)
        (mergesort alist low (/ (+ low high) 2))
        (mergesort alist (/ (+ low high) (+ 2 1)) high)
        (mergelist alist low (/ (+ low high) 2) high)
    )
)

以下是我测试函数的方式：

(setq dlist `(5 1 4 2 3))
(mergesort dlist 0 4)

我的预期 return 是：

(1 2 3 4 5)

Answer 1

我们可以做很多事情来改进此代码。

1.缩进

Lisp 的语法相对较少，但我们使用缩进来帮助突出代码的结构。大多数支持 Lisp 的编辑器都有助于管理这一点。与传统缩进方法最明显的区别是在后面几行的右括号。我缩进了 mergelist 函数以显示更具可读性的函数体 - 好吧，至少对我来说是这样。

(defun mergelist (alist low mid high) 
  (setq i1 low)
  (setq i2 (+ mid 1))
  (setq i low)
  (setq blist `())
  (loop while (and (<= i1 mid) (<= i2 high)) do
       (if (<= (nth i1 alist) (nth i2 alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist))))
  (loop while (<= i1 mid) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist)))
  (loop while (<= i2 high) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist)))
  (setq j low)
  (loop for j from j to high do
       (setf (nth i alist) (nth i blist))))

2。 Setq、setf vs Let.

上面的代码通过设置它们在顶级环境中创建变量（当然，除非您在别处对它们进行了 defparametered）。随着程序变大，这可能会产生一些不良副作用（如果两个函数同时使用 "i" 会怎么样？）。最好使用 LET 来创建局部词法变量，例如

(defun mergelist-2 (alist low mid high)
  (let ((i1 low)
    (i2 (+ mid 1)
      i (low)
      blist '()))

   (loop while (and (<= i1 mid) (<= i2 high)) do
       (if (<= (nth i1 alist) (nth i2 alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist))))
  (loop while (<= i1 mid) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist)))
  (loop while (<= i2 high) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist)))
  (setq j low)
  (loop for j from j to high do
       (setf (nth i alist) (nth i blist))) ))

3。表格可以return值

Lisp 形式通常 return 是一个值。如果我们在 repl 中输入 (+ 1 2)，我们将看到 3。defun 通常 return 一个通常作为其主体中最后形式的值。

如果我们查看 mergelist，我们会发现它不是显式 returning 任何值，而是试图使用变量 alist 来传达 return 值。这不起作用！

Lisp 提供了跟踪工具，让我们了解内部发生的事情

这是跟踪的前 16 行。我的系统在第 600 行出错

0: (合并排序 (5 1 4 2 3) 0 4) 1: (合并排序 (5 1 4 2 3) 0 2) 2：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1） 3：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/2） 4：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/4） 5：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/8） 6：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/16） 7：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/32） 8：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/64） 9：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/128） 10：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/256） 11：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/512） 12：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/1024） 13：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/2048） 14：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/4096） 15：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/8192） 16：（合并排序（5 1 4 2 3）0 1/16384）

在第 600 行你看到

600: (合并排序 (5 1 4 2 3) 0 1/1037378892220248239628101965922790287753111558060609224998914332422663202853227036599926762236775948572049471652825197295598787768852943826971718708528490921765295450850377380921344)

这是一个非常小的数字，解释了有关截断的错误消息。

您可以看到，当我们继续调用堆栈时，列表数组没有改变。那是因为 alist 函数参数对于每次调用 mergelist 都是本地的。

我们需要做的是让 mergelist return 每次调用时都有一个值显式。

(defun mergelist-3 (alist low mid high)
  (let ((i1 low)
    (i2 (+ mid 1)
      i (low)
      j
      blist '()))

   (loop while (and (<= i1 mid) (<= i2 high)) do
       (if (<= (nth i1 alist) (nth i2 alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist))
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist))))
  (loop while (<= i1 mid) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i1 1) alist)))
  (loop while (<= i2 high) do
       (setf (nth (+ i 1) blist) (nth (+ i2 1) alist)))
  (setq j low)
  (loop for j from j to high do
       (setf (nth i alist) (nth i blist)))
  *;return value here*
  ))

进一步提示，不需要函数中的最后一个循环。

此外，您必须在合并排序中捕获该 return 值，并使合并排序 return 也成为一个显式值。

我还建议您阅读一些有关循环宏的内容 - google for "Practical Common Lisp Loop for Black belts" 这将帮助您掌握语法以及可以使用循环执行的操作。

现在，代码中仍有一些问题需要修复，但我希望我已经给了你足够的时间来完成这次迭代

Answer 2

代码错误太多：

将列表视为向量：如果你想要一个随机访问的 Lisp 数据结构，那么使用向量。不是列表。
不声明变量
while 循环根本不起作用
命令式的，而不是功能性的
错误的代码布局

最好从头开始，避免以上错误。如果您想要 Lisp 列表，请使用不同的方式来编写归并排序。提示：列表不像向量。它们可能会被这样使用，但通常这样做是错误的。

Common Lisp Mergesort 中的 Stackoverflow

Stackoverflow in Common Lisp Mergesort

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