———————————————————————————————————————————
目录
1、递归是什么?
1.1、递归的思想
1.2、递归的限制条件
2、递归举例
2.1、举例1:求n的阶乘
2.1.1、分析和代码实现
2.2.1分析和代码实现
3、递归与迭代
3.1举例3:求第n个斐波那契数
1、递归是什么?
在C语言中,递归就是函数自己调用自己。
上面算是一个比较容易理解的一个简短的递归程序,但是一个错误的示范。
如果无限递归下去,就会出现这样的错误,栈溢出!!!
每一次函数调用,都要为这个函数调用分配内存空间(是从内存的战区上分配的,如果无限的递归调用函数,就会将栈区空间填满(使用完)),这时就出现了栈溢出的现象。
1.1、递归的思想
递归其实是把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似,但规模较小的问题来求解;直到子问题不能再拆分,递归就结束了。所以递归的思考方式就是发大事化小的过程。
递归中的“递”就是递推的意思,“归”就是回归的意思。
1.2、递归的限制条件
递归在书写时有两个必要条件
(1)递归存在限制条件,当满足这个限制条件的时候,递归便不再继续。
(2)每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。
2、递归举例
2.1、举例1:求n的阶乘
一个正整数的阶乘是所有小于及等于该数的正整数的积,并且0的阶乘为1。
自然数n的阶乘写作n!
题目:计算n的阶乘(不考虑栈溢出),n的阶乘就是1~n的数字累积相乘
2.1.1、分析和代码实现
我们知道n的阶乘公式:n! = n*(n-1)!
举例:
5!= 5*4*3*2*1
4!=4*3*2*1
--------------------
5!= 5*4!
4!= 4*3!
3!= 3*2!
这样的思路就是把一个较大的问题,转换为一个与原问题相似,但规模较小的问题来求解的。
当n==0时,n的阶乘是1,其余的阶乘都是可以通过公式计算的。
n的阶乘递归公式如下:
递归是少量的代码完成了大量复杂的运算
举例2:顺序打印一个整数的每一位
题目:输入一个整数m,按照顺序打印整数的每一位
比如:
2.2.1分析和代码实现
这个题目,放在我们面前,首先想到的是,怎么得到这个数的每一位呢?
n如果超过一位数的话,就得拆分每一位。
但是这里有个问题就是得到的数字顺序是倒着的,那既然递归能将正序变为倒序,那一定也可以将倒序改成正序。
画图理解:
3、递归与迭代
递归是一种很好的编程技巧,但很可能被误用,就像举例1一样,很容易被写成递归的形式
Fact函数是可以产生正确的结果,但是在递归函数调用的过程中涉及一些运行时的开销。
⁕在C语言中每一次函数调用,都需为本次函数调用在内存的栈区,申请一块内存空间来保存函数调用期间的各种局部变量的值,这块空间被称为运行时堆栈,或者函数栈帧。
函数不返回,函数对应的栈帧空间就一直占用,所以如果函数调用中存在递归调用的话,每一次递归函数调用都会开辟属于自己的栈帧空间,知道函数递归不再继续,开始回归,才逐层释放栈帧空间。
所以如果采用函数递归的方式完成代码,递归层次太深就会浪费太多的栈帧空间,也可能引起栈溢出 ( stack overflow ) 的问题。
所以如果不想使用递归,就得想其他办法,通常就是迭代的方式 ( 循环的方式 )。
比如:计算n的阶乘,也是可以产生1~n的数字累计乘在一起的。
上述代码是能够完成任务,并且效率是比递归的方式更好的。
3.1举例3:求第n个斐波那契数
如果要计算斐波那契数,是不适合使用递归求解的,但是斐波那契数的问题通过是使用递归的方式描述的,如下:
斐波那契数列:
有很多重复运算。
用递归方式解决问题:
该类问题不适合使用递归的方式解决,所以换一种思路,使用迭代的方式。
代码如下:
有时候,递归虽好,但是也会引入一些问题,所以我们使用递归时,适可而止就好。
拓展学习:
(1)青蛙跳台阶问题
本质:斐波那契数列问题
一次能跳一个台阶或两个台阶,问这只青蛙跳上n个台阶有多少种跳法?
(2)汉诺塔问题
借助于B,将A上的盘子挪到C上
挪的过程中,盘子一定是上小,下大
以上两个问题都可以使用递归很好的解决。