每天学习一点儿算法--递归


递归是很多算法都使用的一种编程方法。听说递归是一种十分优雅的问题解决办法,可是对于初涉递归的我,还没有形成这种独特的体会。

学习使用递归的关键在于:如何将问题分为基线条件和递归条件。

基线条件和递归条件

由于递归函数调用自己,因此编写这样的函数时很容易出错,进而导致无限循环。

例如下面这个函数:

def countdown(i):
    """倒计时"""
    print (i)
    countdown(i-1)

假设i的初始值为3,运行上述代码后:


3, 2, 1, 0, -1, -2, .........

它会一直运行下去,(可按Ctrl+C停止)

所以,编写递归函数必须要让函数能在某个时候停止递归。

让递归函数停止递归的条件就是基线条件。

递归条件指函数调用自己;基线条件指函数不再调用自己。

现在我们给函数countdown添加基线条件:

def count_down(i):
    """倒计时"""
    print(i)
    if i <= 1:  # 基线条件(指函数不再调用自己)
        return
    else:  # 递归条件(指函数调用自己)
        count_down(i-1)

count_down(3)

运行结果:

3
2
1

使用递归必须就要理解一个名为“调用栈”的编程概念。因为递归函数在运行的过程中是存储在栈中的。

栈是一种数据结构,只有两种基本操作:压入(进栈)和弹出(出栈)。且遵循后进先出的规则。

计算机在内部使用的栈被称为调用栈。下面用一个函数来看看计算机如何使用调用栈:

def greet(name):
    """问候1"""
  # greet函数问候用户,再调用了另外两个函数
    print("hello " + name + " !")
    greet2(name)
    print("getting reading to say bye...")
    bye()

这个函数问候用户,再调用了另外两个函数,这两个函数的代码如下:

def greet2(name):
    """问候2"""
    print("how are you, " + name + " ?")

def bye():
    """拜拜"""
    print("ok, bye!")

注释:在python中,print也是一个函数,但我们先暂且不考虑它。

假设我们调用greet("you")。计算机先为其分配一块内存:

接下来,打印出 hello you ! 。再调用函数greet2("you")。同样,计算机也为这个函数调用分配一个内存块:

然后打印出 how are you, you ? 。然后从函数调用返回。此时,栈顶的内存块被弹出:

执行完函数greet2后,回到函数greet,并从离开的地方接着往下执行:首先打印 getting ready to say bye... 。再调用函数bye:

然后打印 ok bye ! 。并从这个函数返回。

现在又回到了函数greet。由于没有别的事要做,就从函数greet返回。这个被用于存储多个函数变量的栈,称之为调用栈。

递归调用栈的另一个应用就是计算阶乘。下面是一个计算阶乘的递归函数:

def fact(x):
    """计算阶乘的函数"""
    if x == 1:
        return 1
    else:
        return x * fact(x-1)

我们来分析一下调用fact(3)时,调用栈是如何变化的:

说明:

  • 使用递归不能提高程序的性能,它只是让程序更容易理解。

  • 使用栈很方便,但会占据很多的内存

尾递归

最后介绍一个尾递归。尾递归是一种高级递归,它和普通递归函数的区别在于:尾递归在函数执行的最后一步调用自身,而其他递归函数在函数的最后一步不仅调用了自身,还掺杂着其他表达式。

举个例子:

计算阶乘:

def fact(x):
    """计算阶乘的函数"""
   if x == 1:
        return 1
   else:
        return x * fact(x-1)

这不是尾递归函数。

def fact(x):
    """计算阶乘的函数"""
   if x == 1:
        return 1
   else:
        return fact(x-1)

这就是尾递归函数。

小结

  • 递归指调用自己的函数

  • 每个递归函数都有两个条件:基线条件和递归条件

  • 栈有两种操作:压入和弹出

  • 所有的函数调用都进入调用栈

每天学习一点点,每天进步一点点。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,560评论 4 361
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,104评论 1 291
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,297评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,869评论 0 204
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,275评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,563评论 1 216
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,833评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,543评论 0 197
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,245评论 1 241
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,512评论 2 244
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,011评论 1 258
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,359评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,006评论 3 235
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,062评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,825评论 0 194
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,590评论 2 273
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,501评论 2 268

推荐阅读更多精彩内容