数据结构与算法学习笔记之高效、简洁的编码技巧“递归”

盗梦空间想象大多数人都看过:电影讲述的是主人公诺兰进入希里安·墨菲梦境植入想法的行动。为了向希里安·墨菲梦植入理念,影片进入四层梦境,即所谓:“梦中的梦中 梦中人的梦中”。

有一对兔子,每隔三个月会产下一对小兔子,小免子每隔三个月,也会产生新的一对免子,问36个月后,共有多少对兔子。

诸如此类:其实就是“递归”,今天就一起进入“递归”的世界看看

数据结构与算法学习笔记之高效、简洁的编码技巧“递归”

 

正文 一、递归的定义


1.递归是一种应用广泛的算法,既能运用到软件开发中成为高效、简洁的编码技巧也能应用到生活中解决实践递归问题,比如DFS深度优先搜索、前中后序二叉树遍历等,又比如计算不断繁衍的后台个数等等;

2.程序调用自身的方式称为递归调用,去调用的过程称为递,回来的过程称为归。

3.基本上,所有的递归问题都可以用递推公式来表示,比如
f(n) = f(n-1) + 1; 
f(n) = f(n-1) + f(n-2);
f(n)=n*f(n-1);

 

二、为什么使用递归?

1.递归在解决某些问题的时候使得我们思考的方式得以简化,代码也更加精炼,容易阅读
2.递归在处理问题时要反复调用函数,这增大了它的空间和时间开销,空间复杂度高、有堆栈溢出风险、存在重复计算、过多的函数调用会耗时较多等问题。

 

三、什么样的问题可以用递归解决呢?

一个问题只要同时满足以下3个条件,就可以用递归来解决:
1.问题的解可以分解为几个子问题的解。何为子问题?就是数据规模更小的问题。
2.问题与子问题,除了数据规模不同,求解思路完全一样
3.存在递归终止条件,不能无限循环。

四、如何实现递归 1.递归代码编写


写递归代码的关键就是将大问题分解为小问题,写出递推公式,找出终止条件,最后将递推公式和终止条件翻译成代码。

举一个栗子:

假如这里有n个台阶,每一次你可以跨过一或二个台阶,请问有几种走法?

根据第一步的走法把走法分为两类,第一步走一个台阶或者走两个台阶,所以n个台阶的走法就等于先走一阶的走法加上先走两个台阶的走法,递归公式为:

f(n) = f(n-1)+f(n-2)

当只有一个台阶时,我们就不需要递归了,所以终止条件为:

f(1)=1

但是只有它还不足够,n=2时,f(2)=f(1)+f(0)还有f(0)=1,也就是第0阶也要有一种走法,不和逻辑,所以终止条件还有一个:

f(2)=2

编写为代码为:

int f(int n) { if (n == 1) return 1; if (n == 2) return 2; return f(n-1) + f(n-2); }

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