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刚接触递归的同学,可能难以理解递归,难以理解的点可能很多,例如:
1.函数为什么可以在自己的内部又调用自己呢?
2.既然可以自己调用自己,那么递归运行过程中一定回有很多层相互嵌套,到底什么时候不再嵌套呢?
3.递归运行过程中,相互嵌套的多层之间会有参数传递,多层之间是否会相互影响?
递归两个要素
1.递归边界
2.递归的逻辑——递归”公式”
递归的过程一定有参数的变化,并且参数的变化,和递归边界有关系.
在难度较大的题目中,这两者均不容易直接得到.
递归的种种问题,也许理解的同学可能可以用一句话解释清楚,但是不理解的同学再怎么说也没办法理解.
下面通过几个简单的例子【体会】一下递归,先从【感性】的角度理解递归.
1.Fibonacci数
我们直到Fibonacci数的递推公式为:F(0)=F(1)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) n>=2;
这个明显地给出了递归边界n=0或1的时候F(n)的值,和递归逻辑F(n)=F(n-1)+F(n-2),即递推公式.所以这个递归函数不难书写
#include<iostream>
using namespace std;
int F(int n)//函数返回一个数对应的Fibonacci数
{
if(n==0 || n==1)//递归边界
return 1;
return F(n-1) + F(n-2);//递归公式
}
int main()
{
//测试
int n;
while(cin >> n)
cout << F(n) << endl;
return 0;
}
2.阶乘
阶乘的递归公式为:
代码如下:
#include<iostream>
using namespace std;
int F(int n)
{
if(n==0)//递归边界
return 1;
return n*F(n-1);//递归公式
}
int main()
{
int n;
cin >> n;
cout << F(n) << endl;
return 0;
}
3.数组求和
给一个数组a[]:a[0],a[1],…,a[n-1]如何用递归的方式求和?
仍然是两个问题:递归边界和递归公式.
递归边界是什么?一时不容易想到,但是我们想到了求和,多个数的求和过程是什么,x,y,z,w手动求和的过程是什么?步骤如下:
x+y=a,任务变为a,z,w求和
a+z=b,任务变为b,w求和
b+w=c得出答案
思考一下,【得出答案】这一步为什么就可以得出答案呢?(废话?)是因为,一个数不用相加就能得出答案.
所以,递归的边界就是只有一个数.
所以,递归边界有了,那么递归公式呢?其实手动计算过程中,隐含了递归公式:
其中+为求两个数的和,F为求多个数的和的递归函数.代码如下:
#include<iostream>
using namespace std;
int F(int a[],int start,int end)
{
if(start==end)//递归边界
return a[start];
return a[start] + F(a,start+1,end);//递归公式
}
int main()
{
int a[] = {1,2,3,4,5};
int s=0,e=4;
cout << F(a,s,e) << endl;
return 0;
}
4.求数组元素最大值
手动求最大值的过程是什么,遍历+比较,过程如下:
例如,求3,2,6,7,2,4的最大值:先设置最大值max=-999999,然后将max和数组元素逐个(遍历)比较如果a[i]>max,则更新max的值为a[i],否则max不变,继续向后遍历,直到遍历结束.
max<3,则max=3
max>2,max=3不变
max<6,则max=6
max<7,则max=7
max>2,max=7不变
max>4,max=7不变
遍历结束,max=7为最大值.
和求和类似,递归的公式如下:
其中max为求两个数的较大值函数,F为求多个数的最大值的递归函数.代码如下:
#include<iostream>
using namespace std;
#define max(a,b) (a>b?a:b)
int F(int a[],int s,int e)
{
if(s==e)
return a[s];
else if(s+1 == e)//递归边界
return max(a[s],a[e]);
return max(a[s],F(a,s+1,e));//递归公式!!!
}
int main()
{
int a[] = {5,1,4,6,2};
int s = 0,e = 4;
cout << F(a,s,e) << endl;
return 0;
}
之所以,说上面的几个例子是【简单例子】,是因为上述所有的递归都属于【单向递归】.单向递归,递归的路径就是一个方向,所以思路相对比较容易想到.
较难的递归问题,一般都不是单向递归,而是需要使用【回溯】的方法,递归的方法不太容易想到.
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