关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.8——函数递归

CSDN 2024-10-24 10:35:02 阅读 96

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文章目录

1.递归的介绍2.递归的限制条件3.递归实战应用3.1 求 n 的阶乘3.2 顺序打印一个整数的每一位

4.递归与迭代5.递归经典问题的拓展希望读者们多多三连支持小编会继续更新你们的鼓励就是我前进的动力!

1.递归的介绍

在 vlog.2 的 printf 函数的返回值举例中,我们使用多次递归的方式实现了同一个函数的返回值调用,但这只是一个简易的递归,不算真正意义上的递归,那么什么是递归?

在C语言中,递归就是函数自己调用自己,如果函数的递归没有限制条件,一直无限循环调用下去,代码最终就会陷入死循环,导致栈溢出(Stack overflow)

递归就是递推的意思,递归的思考方式就是将大事化小,将复杂的程序化成简单的代码格式,也就是化成一个个子问题求解,知道子程序不再被分解,递归就结束了

2.递归的限制条件

值得注意的是,递归也存在限制条件

• 递归存在限制条件,当满足这个限制条件的时候,递归便不再继续

• 每次递归调用之后越来越接近这个限制条件

3.递归实战应用

3.1 求 n 的阶乘

由数学知识可知:n!= n ∗ (n−1)! 当 n == 0 的时候,此时 n 的阶乘是 1 ,n > 0时阶乘可根据公式计算

那么我们可以写出阶乘函数 Fact ,Fact(n) 是求 n 的阶乘,那么Fact(n-1)就是求 n-1 的阶乘

此处不考虑 n 过大导致栈溢出的情况,只考虑合理范围内的 n

<code> #include <stdio.h>

int Fact(int n)

{

if(n==0)

return 1;

else

return n*Fact(n-1);

}

int main()

{

int n = 0;

scanf("%d", &n);

int ret = Fact(n);

printf("%d\n", ret);

return 0;

}

该程序的递归思想可以根据画图很容易的理解

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3.2 顺序打印一个整数的每一位

输入⼀个整数m,按照顺序打印整数的每⼀位

如果n是⼀位数,n的每⼀位就是n自己

n是超过1位数的话,就得拆分每⼀位

比如:

1234%10就能得到4,然后1234/10得到123,这就相当于去掉了4

然后继续对123%10,就得到了3,再除10去掉3,以此类推

不断的 %10 和 /10 操作,直到1234的每一位都得到

但是这里有个问题就是得到的数字顺序是倒着的

假设我们用函数Print(n)打印n的每一位

那么我们知道1234 % 10 = 4,1234 / 10 = 123

Print(1234)就可以拆分为两步:

Print(1234/10) //打印123的每⼀位printf(1234%10) //打印4

以此类推,利用递归思想

<code> Print(1234)

==>Print(123) +printf(4)

==>Print(12) + printf(3)

==>Print(1) + printf(2)

==>printf(1)

直到被打印的数字变成一位数的时候,就不需要再拆分,递归结束:

void Print(int n)

{

if(n>9)

{

Print(n/10);

}

printf("%d ", n%10);

}

int main()

{

int m = 0;

scanf("%d", &m);

Print(m);

return 0;

}

这里的函数不断地调用,当函数调用完之后依次从最后一个子程序往第一个程序打印

4.递归与迭代

Fact函数是可以产生正确的结果,但是在递归函数调用的过程中涉及一些运行时的开销

在C语言中每一次函数调用,都需要为本次函数调用在内存的栈区,申请一块内存空间来保存函数调

用期间的各种局部变量的值,这块空间被称为运行时堆栈,或者函数栈帧。

函数不返回,函数对应的栈帧空间就⼀直占用,所以如果函数调用中存在递归调用的话,每⼀次递归

函数调用都会开辟属于自己的栈帧空间,直到函数递归不再继续,开始回归,才逐层释放栈帧空间,

所以如果采用函数递归的方式完成代码,递归层次太深,就会浪费太多的栈帧空间,也可能引起栈溢

出的问题,而且也很耗时间(后期将推出函数栈帧专题)

通常如果使用递归不合适,就可以使用迭代的方式,那什么是迭代呢?

迭代简单来讲就是用循环的方式运行

举个例子:求第 n 个斐波那契数

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如果使用的是递归的方法的话,层次会非常深,冗余的计算会非常多

<code>#include <stdio.h>

int count = 0;

int Fib(int n)

{

if(n == 3)

count++;//统计第3个斐波那契数被计算的次数

if(n<=2)

return 1;

else

return Fib(n-1)+Fib(n-2);

}

int main()

{

int n = 0;

scanf("%d", &n);

int ret = Fib(n);

printf("%d\n", ret);

printf("count = %d\n", count);

return 0;

根据 count 的次数,在计算第40个斐波那契数的时候,使用递归方式,第3个斐波那契数就被重复计算了39088169次,这些计算是非常冗余的。所以斐波那契数的计算,使用递归是非常不明智的,我们就得想迭代的方式解决

那么迭代的话

int Fib(int n)

{

int a = 1;

int b = 1;

int c = 1;

while(n>2)

{

c = a+b;

a = b;

b = c;

n--;

}

return c;

}

不难看出,似乎用迭代的方式去实现这个代码,效率就要高出很多了,但同时我们也不要一直使用,会容易出现程序错误

5.递归经典问题的拓展

青蛙跳台阶问题

汉诺塔问题

这两个问题将在下一期vlog拓展推出,欢迎大家看我的下一期推文

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力!

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