递归思想及几个经典题目

什么是递归

在程序中,所谓的递归,就是函数自己直接或间接的调用自己。调用自己分两种:

直接调用自己

间接调用自己

就递归而言最重要的就是跳出结构,因为跳出了才可以有结果.

化归思想

化归思想:将一个问题由难化易,由繁化简,由复杂化简单的过程称为化归,它是转化和归结的简称。

递归思想就是将一个问题转换为一个已解决的问题来实现

几个经典题目

斐波那契数列

斐波那契数列的排列是:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……依次类推下去,你会发现,它后一个数等于前面两个数的和。在这个数列中的数字,就被称为斐波那契数。

递归思想:一个数等于前两个数的和。(这并不是废话,这是执行思路)

首先分析数列的递归表达式:

可以看到,递归写法简单优美,省去考虑很多边界条件的时间。当然,递归算法会保存很多的临时数据,类似于堆栈的过程,如果栈深太深,就会造成内存用尽,程序崩溃的现象。Java为每个线程分配了栈大小,如果栈大小溢出,就会报错,这时候还是选择递推好一点。

观察下面的执行过程也会发现,本程序并没有保存每次的运算结果,第三行的F(7)就执行了两次,下层的F(1),F(2)的次数更是指数级增长。这也是本程序的一个弊端。

斐波那契执行过程:

阶乘

递归思想:n! = n * (n-1)! (直接看公式吧)

首先分析数列的递归表达式:

代码实现:

package 递归;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

for(int i = 1;i<=10;i++){

System.out.print(fun(i)+" ");

//1 2 3 5 8 13 21 34 55 89

}

System.out.println(fun1(4)); //24

}

/*斐波那契数列的递归写法:

* 第三项开始,往后每一项是前两项之和。*/

// 公式:

public static int fun(int a){

if(a==1){

return 1;

}else if(a==2){

return 2;

}

return fun(a-1)+fun(a-2);

}

//阶乘的递归写法:

public static int fun1(int i){

if(i==1){

return 1;

}

return i*fun1(i-1);

}

}

倒序输出一个正整数

例如给出正整数 n=12345,希望以各位数的逆序形式输出,即输出54321。

递归思想:首先输出这个数的个位数,然后再输出前面数字的个位数,直到之前没数字。

首先分析数列的递归表达式:

代码如下:

1 /**

2 * 倒序输出正整数的各位数

3 * @param n

4 */

5 void printDigit(int n){

6 System.out.print(n%10);

7 if (n > 10){

8 printDigit(n/10);

9 }

10 }

汉诺塔

超经典了的递归解决问题了:

法国数学家爱德华·卢卡斯曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

数学描述就是:

有三根杆子X,Y,Z。X杆上有N个(N>1)穿孔圆盘,盘的尺寸由下到上依次变小。要求按下列规则将所有圆盘移至Y杆: 1. 每次只能移动一个圆盘; 2. 大盘不能叠在小盘上面。

递归思想: 1. 将X杆上的n-1个圆盘都移到空闲的Z杆上,并且满足上面的所有条件 2. 将X杆上的第n个圆盘移到Y上 3. 剩下问题就是将Z杆上的n-1个圆盘移动到Y上了

公式描述有点麻烦,用语言描述下吧: 1. 以Y杆为中介,将前n-1个圆盘从X杆挪到Z杆上(本身就是一个n-1的汉诺塔问题了!) 2. 将第n个圆盘移动到Y杆上 3. 以X杆为中介,将Z杆上的n-1个圆盘移到Y杆上(本身就是一个n-1的汉诺塔问题了!)

代码如下:

1 /**

2 * 汉诺塔

3 * 有柱子 x z y,最终将x上的n个圆盘借助z移动到y上

4 * 递归思想:

5 * 1.将x上的n-1个放入到z上,借助y

6 * 2.将x上的n圆盘放到y上

7 * 3.将z上的n-1个圆盘放入y

8 * @param n

9 * @param from

10 * @param tmp

11 * @param to

12 */

13 void hanoi(int n,char from,char tmp,char to){

14 if (n>0) {

15 hanoi(n - 1, from, to, tmp);

16 System.out.println("take " + n + " from " + from + " to " + to);

17 hanoi(n - 1, tmp, from, to);

18 }

19 }

执行过程:

如果一秒钟移动一次,世界毁灭需要多长时间呢?5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,地球现在还是很安全的。

排列问题

输入一个字符串,打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc,则输出由字符a、b、c所能排列出来的所有字符串abc、acb、bac、bca、cab和cba。

递归思想: 假如针对abc的排列,可以分成 (1)以a开头,加上bc的排列 (2)以b开头,加上ac的排列 (3)以c开头,加上ab的排列

1 /**

2 * 产生排列组合的递归写法

3 * @param t 数组

4 * @param k 起始排列值

5 * @param n 数组长度

6 */

7 void pai(int[] t, int k, int n){

8 if (k == n-1){//输出这个排列

9 for (int i = 0; i < n; i++) {

10 System.out.print(t[i] + " ");

11 }

12 System.out.println();

13 }else {

14 for (int i = k; i < n; i++) {

15 int tmp = t[i]; t[i] = t[k]; t[k] = tmp;//一次挑选n个字母中的一个,和前位置替换

16 pai(t, k+1, n); //再对其余的n-1个字母一次挑选

17 tmp = t[i]; t[i] = t[k]; t[k] = tmp; //再换回来

18 }

19 }

20 }

本题用递归算法很巧妙,省去了用普通方法时保存数据状态的繁琐操作!

使用递归遍历所有的后代元素

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本文大体摘自:https://blog.csdn.net/qq_34039315/article/details/78679029