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算法之递归

程序员文章站 2022-07-10 21:38:53
递归是一种应用非常广泛的算法(或者编程技巧)。很多数据结构和算法的编码实现都要用到递归,比如 DFS 深度优先搜索、前中后序二叉树遍历等等。...

递归本质:递归是一段程序的代码反复效用,把程序的参数等变量保存在一个堆栈里, 直到到了边界条件以后再层层返回,将堆栈中的数据弹出计算,最后得到结果。

递归满足的三个条件:
1:一个问题的解可以分为几个子问题的解
2:这个问题与分解之后的子问题,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

递归的例子:斐波那契数列
这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波那契数列以如下被以递推的方法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)(n ≥ 3,n ∈ N*)

如何编写递归代码?
写递归代码最关键的就是找到如何将大问题分解为小问题的规律,写出递推公式,找到终止条件。例如上面的斐波那契数列,其递推公式就是F(n)=F(n-1)+F(n-2),终止条件就是F(1)=1,F(2)=1。

使用递归实现斐波那契数列:

package 递归;
public class FibonacciSequence {
public int f(int step) {
		if (step==1) {
			return 1;
		} else if (step==2) {
			return 1;
		} else {
			return f(step-1)+f(step-2);
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		FibonacciSequence fibonacciSequence = new FibonacciSequence();
		System.out.println(fibonacciSequence.f(5));
	}
}

递归代码也有很多弊端,比如,堆栈溢出、重复计算、函数调用耗时多、空间复杂度高等。
在时间效率上,递归代码里多了很多函数调用,当这些函数调用的数量较大时,就会积聚成一个可观的时间成本。在空间复杂度上,因为递归调用一次就会在内存栈中保存一次现场数据,所以在分析递归代码空间复杂度时,需要额外考虑这部分的开销。

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