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递归算法(上)

递归算法(上)

作者: 叶子陪你玩 | 来源:发表于2020-05-06 22:12 被阅读0次
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什么是递归

在函数内部,是可以调用其他函数的。如果一个函数在内部调用自身,就称这个函数就是递归函数。

举个例子:

实现一个可以自定义重复打印你好的函数。

要实现重复打印,可能我们立马就会想到使用循环。

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如果要求不能使用循环呢,那我们就可以通过下面的方法来实现。

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原理很好理解,就是不断的调用自身,如果前面不加上if条件判断,理论上是会陷入死循环的,但是实际上递归到一定次数(最大递归次数)就会报错停止。

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递归有什么用

知道递归是怎么回事,那么递归有什么实际用处嘛,或者说有什么独特之处。比如上面的例子用循环就很方便,我为什么还要学习递归这种方法呢?

递归实际上是一种解决问题的方法,将问题分解为更小的子问题,直到得到一个足够小的问题可以被很简单的解决。对于非常简单的问题,可能我们使用循环就非常方便,比如前面的那个案例,但是有些问题如果使用循环,可能就会非常麻烦,或者解决方案很难让人理解清楚里面的逻辑。

因为递归函数是找到最小问题的解决方法,然后只要不断使用这个方法就可以解决了,所以递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。

下面就通过一些案例来实际感受一下。

递归的应用

1.计算阶乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n

本案例来源于廖雪峰的网站

factorial(n) = n! = 1 x 2 x 3 x ... x (n-1) x n = (n-1)! x n = factorial(n-1) x n

所以,factorial(n)可以表示为n x factorial(n-1),只有n=1时需要特殊处理。

于是,factorial(n)用递归的方式写出来就是:

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在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。

===> factorial(5)
===> 5 * factorial(4)
===> 5 * (4 * factorial(3))
===> 5 * (4 * (3 * factorial(2)))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * factorial(1))))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
===> 5 * (4 * (3 * 2))
===> 5 * (4 * 6)
===> 5 * 24
===> 120

2.斐波那契数列

列举可以得出0,1,1,2,3,5,Fib(n-2),Fib(n-1),Fib(n);除了第一项和第二项都为1外(0忽略),需要单独拿出来,其它项都满足Fib(n)=Fib(n-2)+Fib(n-1)

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模仿Fib函数当i = 5的执行过程。

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(图片来源于大话数据结构)

函数如果调用自己比较难理解,可以看作调用其它函数,只不过和自己长的相同而已相同而已。

3.螺旋线

每一次都是前进length长度,然后右转,长度需要不断的减小,直到小于5停止。

(全文完)


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