![]() |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Ich schlage mal folgendes vor: Vergleiche mal die Berechnung der Koeffizienten eines charakteristischen Polynoms einer quadratischen Matrix mit Rekursion (nach der Determinantenberechnung nach dem Laplaceschen Entwicklungssatz) mit ihren iterativen Pendants (der schnellste mir bekannte ist der von Le Verrier). Die Komplexität unterscheidet sich zwischen beiden um astronomischen Größenordnungen! All' die, dier hier der Rekursion das Wort reden, konnte ich, sofern beide Alternativen (als Rekursion und Iteration oder sogar simpleres) zur Lösung eines Problemes verfügbar sind, noch keine einzigen Fall nennen hören, bei dem die Rekursion hinsichtlich Komplexität die überlegene Lösung darstellt. Ich bin gespannt darauf. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Erst wenn man anfängt diesen Algo. zu implementieren auf einer jeweiligen Hardware wird es nur und ausschließlich nur auf Grund dieser Hardware leichte Unterschiede zu Gunsten der iterativen Lösung geben. Damit untermauert deine Aussage ja meine ;) Zitat:
Ich setze dagegen und behaupte das ich Fibonacci zb. auf einem FPGA sowohl iterativ wie rekursiv implementieren könnte und am Ende beides absolut identisch sein muß ! Und dabei bin ich sogar noch so fair und benutze in beiden Fällen als algortihmische Basis auch den gleichen Algorithmus und nicht Äpfel und Birnen, nicht ASIC vs. FPGA usw. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Aber in der Verständlichkeit, Wartbarkeit, Definierbarkeit eines Bweweise für dessen Korrektheit gibt es gewaltige Unterschiede. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Es gäbe da ein "Argument" pro Iterativ:
Nämlich das es bestimmte Problemstellung gibt die man nicht rekusiv formulieren kann. Aber das ist am Thema vorbei, da wir davon ausgehen können das ein Vergleich rekursiv vs. iterativ nur dann Sinn macht wenn auch auch vom Problem her beide Möglichkeiten gibt. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Zitat:
greetz Mike |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Solche Probleme gibt es also wirklich. War irgenwas mit einer Ameisensimulation oä. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Zitat:
Bubblesort kann man Rekursiv oder Iterativ implementieren. (Standardvorgehensweise ist zwar iterativ, aber die äußere Schleife kann man ja auch als rekursion implementieren) Wenn einem jetzt das Sortieren zu langsam geht, kann man natürlich die Implementierung anpassen, rekursion gegen Iteration testen und gucken was schneller läuft. Viel mehr Gewinn macht man allerdings, wenn man stattdessen Quicksort, Mergesort, oder sowas hernimmt - ein anderer Algorithmus, der die gleiche Aufgabe in der Regel schneller erledigt. Die Entscheidung rekursiv vs. iterativ ist für mich noch nicht beim Algorithmus festgelegt. Der sagt vielmehr aus, was wann wie mit welchen daten gemacht wird. Bei Quicksort z.B. "Wähle ein Pivotelement, erstelle zwei Listen mit Einträgen die größer/kleiner sind, sortiere diese Listen ebenfalls und füge am Schluss alles zusammen" Zitat:
"Vergleiche mal sie Sortierung einer diskreten Menge per iterativem Bucketsort mit rekursiven Slowsort - Die Komplexität unterscheidet sich zwischen beiden um astronomischen Größenordnungen!" Zitat:
Oder wenn du einen binären Baum in den verschiedenen Modi (pre-order, in-order, post-order) ausgeben lassen willst. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Also ganz unabhängig von "funktionaler Programmierung" und "Tupeling". Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
@Hagen, er scheint nicht zu wissen, wer du bist und auch für deine Argumente wenig zugänglich
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Vielleicht sollten wir uns erst einmal einigen, was unter Algorithmus zu verstehen ist. Es geistern hier "Algorithmus", "Algorithmen-Basis", "Problem-Stellung" usw durcheinander.
Und natürlich ist es sinnvoll, den "Apfel"-Algorithmus mit exponentieller Laufzeit mit dem "Birnen"-Algorithmus mit logaritmischer Laufzeit zu vergleichen, uns sei's nur darum, umherauszufinden welcher ein bestimmtes Problem "besser" löst. "Besser" kann situationsabhängig sein: Wenn ich schnell ein Problem lösen muß bis n=10, ist es ev. "besser" einen quick-und-dirty O(2^n)-rekurven Algorithmus in 5 min zu implementieren, als einen hochoptimierten O(log(n)) iterativen, der aber erst ab n>1000 schneller ist und nach 5 Tagen fertig ist. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Zitat:
Allein, daß die Rekursion bei Fibonacci wiederholt (!) Zwischenwerte generiert, was die iterative Variante eben nicht tut, macht sie mir suspekt. Du warst es, der Rekursion vs. Iteration im wesentlichen auf Hardware reduziertest. Nun, dann frage ich mich, warum Windows trotz immer schnellerer Computer weiterhin dauerlahmt. Zitat:
Zitat:
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Und ? Ich poste ja nicht für Ihn sondern für Alle.
PS: mal davon abgesehen bin ich immer für sachliche Gegenargumente offen, denn keiner kann sich jemals 100% sicher sein das sein Wissen vollständig ist. Vielleicht kommt ja ein Experte für Quantencomputer hier vorbei und berichtet von den neusten Erkenntnissen der Mathematik/Informatik und zeigt uns eine neue Sichtweise die unser Wissen vervollständigt. |
AW: Rekursion vs. Iteration
@Hagen: Ich glaube, wir haben verstanden, was du meinst.
@Delphi-Laie: wenn du beweisen kannst das iterativ immer besser als rekursiv ist, würdest du dafür vielleicht sogar den Nobelpreis bekommen. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
greetz Mike |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Problemstellung -> Formel/Algortihmus -> Implementierung auf jeweiliger HW mit spezifischer SW -> rekursiv vs. iterativ Das wäre mein Vorschlag. Das Aufwand-Nutzen-Verhältnis sollten wir aussen vor lassen. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Ich denke, dass eine Meta-Diskussion über die Diskussion nicht zielführend ist -ebensowenig wie die Frage, ob Windows trotz schnellerer Computer nach wie vor langsam sei. Als Randbemerkung möchte ich die Aussage von Markus vielleicht präzisieren: Es geht nicht darum, wer negaH ist,sondern darum, dass er durch das DEC und unzählige wertvolle und inhaltliche hochwertige Beiträge vielfach unter Beweis gestellt hat, sich im Bereich der theoretischen Informatik bestens auszukennen. Damit hat er nicht pauschal Recht - dieses Privileg habe lediglich ich als Admin *g* - aber wir sind weit über den Punkt hinaus, an dem wir überlegen müssen, ob negaH jemals schon einen rekursiven Algorithmus entwickelt hat. ;-)
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Ich habe die Fibonacci-Folge rekursiv und iterativ für die Zahlen 10,20... bis 90 berechnet und ausgegeben (92 ist die grösste Zahl, für die die Fibonacci-Funtion noch in ein int64 passt). i rec(10*i) --- -------- 1: 55 2: 6765 3: 832040 4: 102334155 5: 12586269025 6: 1548008755920 7: 190392490709135 8: 23416728348467685 9: 2880067194370816120 Zeit: 00:00:00 i iter(10*i) --- -------- 1: 55 2: 6765 3: 832040 4: 102334155 5: 12586269025 6: 1548008755920 7: 190392490709135 8: 23416728348467685 9: 2880067194370816120 Zeit: 00:00:00 Die Zeit, die die beiden Verfahren brauchen, ist vernachlässigbar. Natürlich, wenn man jedes Zwischenergebnis unzählige Male neu berechnet, geht die Performance in den Keller, aber das hat nicht mit Iteration vs. Rekursion zu tun, sondern nur mit Unfug programmieren.
Delphi-Quellcode:
var
Feld: array [0..92] of int64; procedure initfeld; var i: integer; begin feld[0] := 0; feld[1] := 1; for i := 2 to 92 do feld[i] := -1; // noch nicht berechnet end; function iter(n: Integer): Int64; var h: Integer; begin if feld[n] < 0 then for h := 2 to n do if feld[h]<0 then feld [h] := feld[h-1]+feld[h-2]; result := feld[n]; end; function rec (n: integer): int64; begin if feld[n]<0 then feld[n] := rec(n-1)+rec(n-2); rec := feld[n]; end; procedure TMainForm.Button2Click(Sender: TObject); var i: Integer; t: TDatetime; begin Memo1.Lines.Clear; Memo1.Lines.Add('i rec(10*i) '); Memo1.Lines.Add('--- -------- '); initfeld; t := now; for i := 1 to 9 do Memo1.Lines.Add(Format('%2d: %8d ', [i, rec(10*i)])); Memo1.Lines.Add('Zeit: '+TimeToStr(now-t)); Memo1.Lines.Add('i iter(10*i) '); Memo1.Lines.Add('--- --------'); initfeld; t := now; for i := 1 to 9 do Memo1.Lines.Add(Format('%2d: %8d ', [i, iter(10*i)])); Memo1.Lines.Add('Zeit: '+TimeToStr(now-t)); end; |
AW: Rekursion vs. Iteration
Ich hätte auch noch eine rekursive Version auf Lager, die ohne das zusätzliche Feld auskommt:
Code:
Berechnet keine Ergebnisse doppelt, und sollte von der Laufzeit her mit einer iterativen Version mithalten können.
private uint fib(uint n)
{ if (n == 0) return 0; else return fib(n, 1, 0); } private uint fib(uint n, uint x, uint y) { if (n == 1) return x; else return fib(n - 1, x + y, x); } |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
... warum Windows... lahmlegt. Dir ist schon bewusst das wir hier "iterativ vs. rekursiv" diskutieren ? Und du führst als Agrumentation Windows oder Assembler an. Jeder geht dann davon aus, besonders weil du pro "iterativ" argumentierst, das somit Windows langsammer wurde weil es rekursive Implementierungen bevorzugt. Zitat:
Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Liste der Anhänge anzeigen (Anzahl: 1)
Mit Tatsachen läßt sich bekanntlich am schlechtesten diskutieren - nämlich gar nicht.
Deshalb friemelte ich für alle Klugheitsausscheider mal eben - so auf die Schnelle - ein kleines (natürlich Delphi-)Programm zusammen, das beide Algorithmen bei Fibonacci vergleicht. Ich hoffe, das das Hochladen desselben klappte. Bei größeren Eingabewerten steigt die Berechnungszeit bei der Rekusrsion spürbar gegenüber der Iteration. Ich vermute mithin exponentielle Komplexität (ohne Gewähr) gegenüber linearer. Daß daran nur die Hardware schuld sein soll, lasse ich mir von niemanden aufbinden. @mkinzler: Ich weiß nicht, über wen Du herzogst, anscheinend über mich. Es ist schäbig, öffentlich in der dritten Person über jemanden sich abfällig zu äußern. Besonders unwürdig ist es bei einem Moderator und einer Person Deiner Bildung. Ich hoffe nicht, daß auch in diesem Forum irgendwann einmal Delphi-Treff-Verhältnisse einziehen werden. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
„Manchmal habe ich sogar den Verdacht, daß absichtlich Bremsschleifen dorthinein implementiert wurden.“ Dort steht etwas von Schleifen (das sind Iterationen!), nicht jedoch von Rekursion. Also, wenn man schon jemanden zitiert, sollte man dabei auch redlich und sorgfältig vorgehen und nicht versuchen, jemanden daraus einen Strick zu drehen. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Schön, dann können wir ja jetzt wieder zu den fachlichen Aspekten der Frage übergehen.
|
AW: Rekursion vs. Iteration
@ jfheins:
Jetzt erinnere ich mich, über die Transformation bin ich in meinem Studium auch einmal gestolpert, habs in der Zwischenzeit wieder vergessen. Ist ein sehr eleganter rekursiver Ansatz. Fairerweise muss man aber sagen, dass es doch ein ganz anderer Algorithmus ist, als der in der iterativen Variante verwendete. Vor allem aber erfordert er sehr langes Nachdenken, um dahinterzukommen, wie das Ding funktioniert, ich habe das damals gemacht und WILL es eigentlich gar nicht mehr nachvollziehen - was aber der Intention, lesbare und leicht verständliche Programme zu erstellen, eigentlich diametral entgegengesetzt ist. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Das rekursive ist ein schlechterer Algorithmus, und damit klar unterlegen. Das hat nichts mit rekursion vs. iteration zu tun, sondern mit guter vs. schlechter Algorithmus. Benutze einen Algorithmus aus Post #59 oder Post #59 und es sollte schneller laufen. Genausogut kann ich einen rekursiven Quicksort gegen einen iterativen Bubblesort vergleichen. Und OMG OMG iteration ist ja TOTAL lahm, wenn man ein paar mehr Elemente nimmt :shock: :shock: :shock: :shock: Es gibt Algorithmen, die sich besser so und besser so implementieren lassen. Fibonacci ist für mich etwas, was sich rekursiv sehr einfach schreiben lässt, dann aber unperformant wird, und daher die iterative Variante vorzuziehen ist. (Weil da weniger Lesbarkeit verloren geht gegenüber der performanten Rekursion) |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Andernfalls... Ich friemle mal für dich (deine Worte) Klugheitsausscheider mal ein kleines Programm zusammen, das eine Liste von Zahlen sortiert. Ich verwende die rekursive Implementierung von Quicksort, und eine iterative Implementierung von BogoSort. Das Ergebnis kannst du dir denken... Du magst vielleicht Äpfel und Birnen vergleichen können - aber daraus kannst du keine Rückschlüsse auf Rind- und Schweinefleisch ziehen. Das tust du aber: Du vergleichst Algorithmen und schließt daraus auf Eigenschaften verschiedener Implementierungsverfahren... Fällt dir langsam dein Fehler auf? greetz Mike |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Es kommt auch bei iterativen Verfahren vor, dass man rechenaufwändige Zwischenergebnisse später wieder braucht, da bringst Du die Performance in der gleichen Weise in den Keller, wenn Du die Zwischenergebnisse immer wieder neu berechnest. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Ok, gehen wir es mal systematisch an.
Wir wollen wissen ob eine "rekursive" Schreibweise ein und des selben Algorithmus im Gegensatz zu einer "iterativen" Schreibweise in einer Programmiersprache die keine der beiden Seiten bevorzugt auf einer Hardware die ohne zusätzliche Performance- und Speicherunterschiede beim Aufruf von Unterfunktionen, einen Unterschied machen. Wir stellen uns eine Programmiersprache vor in der man ein Algo. sowohl iterativ wie auch rekursiv schreiben kann. Der dahinter liegende Compiler bzw. die Synthese zerlegt unseren geschriebenen Quelltext so das sie mit Boolscher Analyse die rekursive Variante in die iterative überführen kann oder umgekehrt. D.h. aus Sicht des erzeugten Resultates wird der Maschinencode für ASCIs oder das Bitfile für FPGAs bei beiden Schreibweise absolut identisch sein. Somit schließen wir Hardwareunterschiede mal komplett aus. Bei FPGAs ist es auch exakt so und nicht anders. Was bleibt ? Zwei Quelltexte die ein und den selben Algorithmus oder meinetwegen Formel beschreiben. Es ist nun so das Mathematiker die solche Formeln aufschreiben sie fast immer rekursiv aufschreiben zb. in Polnischer Notation. Es ist aus Sicht der Resourcen/Performance egal ob man nun im Quelltext diese Formel rekursiv oder iterativ aufschreibt. Wie oben schon definiert wird der Compiler/Synthese sowie so diese Quelltexte in ein und das selbe Resultat umwandeln. Das interessiert uns nicht. Der Unterscheid ist: - rekursive Formel -> rekursiver Algo -> rekursiver Quelltext - rekursive Formel -> iterativer Algo -> iterativer Quelltext Wäre es nun aus Sicht der Verständlichkeit nicht besser alles rekursiv zu machen ? Ein weiterer Unterschied ist das man bei rekursiven Schreibweisen eine Menge an redundanten Wiederholungen einspart. Das ist ja auch der Grund warum Mathematiker/Informatiker bevorzugt solche Probleme rekursiv formulieren und implementieren. Wir haben also einen Algo mit Komplexität X. Egal ob rekursiv oder iterativ implementiert, diese Komplexität muß erhalten bleiben da man ansonsten Äpfel mit Birnen vergleicht. Wir haben eine Hardware und einen Programmiersprache die in beiden Fällen keine der beiden bevorzugt. Ergo: am Ende sind die Resultate in Punkto Komplexität, Performance und Resourcenverbracuh exakt identisch. Einzigst die Schreibweise macht einen Unterschied. Da man über die rekursive Schreibweise eine bessere Verständlichkeit erreicht, auf Grund des Weglassen von reduntanten Formelbestandteilen, muß die rekursive Variante im Allgmeinen besser Verständlich sein und damit wartbarer. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
fibonacci(n)=fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2) beruht oder aufbaut, „tauglich implementiert“ werden? |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Es unterscheidet sich ausschließlich nur die Schreibweise im Quelltext. Es verbleiben nur noch konstruktiv die Argumente, was ist verständlicher und damit wartbarer. Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Leude... :roll:
Meint ihr nicht, ihr habts langsam? Ich dreht euch dauernd im Kreis, seit mindestens 6 Seiten. Wenn ihr Bock darauf habt, tausch euch per PN aus und postet das Resultat hier. So kommt ihr jedenfalls kein Stückchen weiter. ;) |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Zitat:
Zitat:
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Und wo siehst Du jetzt eine Diskrepanz ?
Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Zitat:
Zitat:
Jeder Algorithmus kann iterativ und rekursiv implementiert werden. Und wenn man sich jfheins' rekursive Variante ansieht und die Endrekursion auflöst, kommt man genau auf deine iterative Variante. Sollten bei der Implementierung Performanceunterschiede auftreten, sind diese somit offensichtlich Hardware-bedingt, da die theoretische Äquivalenz beider Implementierungen beweisbar ist. greetz Mike |
AW: Rekursion vs. Iteration
Delphi-Laie, vielleicht hilft dir ein bildlicher Vergleich deinen Fehler zu erkennen.
Rekursion = vorwärts laufen Iteration = rückwärts laufen Aufgabe: Laufe von A nach B Vorwärts, wie auch rückwärts ist die Strecke bei idealen Bedingungen in gleicher Zeit zu schaffen. Nur die verwendete Hardware (zu Fuss, mit dem Auto, was auch immer) kann einen zeitlichen Unterschied ausmachen. Bei deinen Vergleichen läufst du vorwärts(rekursiv) von A nach B, aber rückwärts nimmst du eine Abkürzung (andere Algorithmus) und bist eben rückwärts(iterativ) schneller am Ziel. |
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Die Berechnung erfolgt in der rekursiven Variante 100% rekursiv, aber selbstverständlich wird eine vernünftige Implementierung JEDES Algorithmus auf bereits vorhandene Ergebnisse zurückgreifen und die nicht neuerlich berechnen, und das gilt natürlich genauso für iterative Verfahren. Zitat:
Zitat:
Zitat:
|
AW: Rekursion vs. Iteration
Zitat:
Gruß Hagen |
AW: Rekursion vs. Iteration
Darf ich mal zusammenfassen, da eine weitere Diskussion wirklich nicht mehr ergiebig scheint :) ?
Besprochen wurden vor allem zwei Algorithmen für die Berechnung der n-ten Fibonacci-Zahl. Der erste leitet sich direkt aus der Definition
Code:
ab und besitzt eine Laufzeit von Θ(fib(n)) = Θ(1.61...^n) (ja, das Ding hat sich selbst als Laufzeit ;) ). Wenn man an "rekursiver Fibonacci" denkt, dürfte man an dessen Implementierung denken.
f(n) = f(n-1) + f(n-2); f(0) = 0; f(1) = 1
Haskell
Code:
fib 0 = 0
fib 1 = 1 fib n = fib (n-1) + fib (n-2) Da der Algorithmus nicht endrekursiv ist, ist eine iterative Umsetzung nur äußerst umständlich möglich, aber auf jeden Fall machbar und wird genau die gleiche asymptotische Laufzeit ergeben. Wer aber an "den iterativen Fibonacci" denkt, meint eigentlich einen anderen Algorithmus und eine andere Definition, was auf den letzten Seiten schon mehrmals durch die Birne gesprochen wurde ;) . Beim Namen genannt hat ihn gammatester schon auf Seite 4: Zitat:
![]()
Code:
In imperativen Sprachen sicher weniger üblich, aber besitzt auf jeden Fall ebenso lineare Laufzeit und man spart sich das nervende Variablen-Tauschen ;) . Ein schlauer Compiler wird für beide Implementierungen sowieso genau den gleichen Code erzeugen.
fib n =
loop n 0 1 where loop 0 x x' = x loop n x x' = loop (n-1) x' (x+x') Ich denke, daraus kann man eigentlich nur schlussfolgern, dass beide Vorgehensweisen eine schnelle Implementierung zulassen (wahrscheinlich schnell genug für alle Anwendungen ohne BigInt-Arithmetik, die sowieso andere Laufzeiten erzeugen würde), die Rekursion aber zusätzlich noch ein Verfahren kennt, das mit seiner Laufzeit kaum punkten kann, aber an Einfachheit und Übersichtlichkeit nicht zu schlagen ist. Und wer mir jetzt noch erzählen will, ich hätte in einer Sprache, die weder Iteration noch Nebeneffekte kennt, nur "teilrekursiven" Code kennt, dem habe ich nichts mehr zu sagen. |
Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 00:20 Uhr. |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd.
LinkBacks Enabled by vBSEO © 2011, Crawlability, Inc.
Delphi-PRAXiS (c) 2002 - 2023 by Daniel R. Wolf, 2024-2025 by Thomas Breitkreuz