迭代、递推都涉及到循环,而递归则是通过条件判断、递归函数参数值不断向递归的基准条件靠拢,并不断return实现多次递推、回归。
一、递归
调用递归函数是为了解决问题。这种函数实际上只知道如何解决最简单的情况,或者所谓的基本情况。如果函数为解决基本情况而调用,那么它将简单地返回一个结果。如果函数为解决较复杂的问题而调用,那么它通常会把问题分成两个概念性的部分:一部分是函数知道如何去做的,另一部分是函数不知道如何去做的。为了使递归可行,后一部分必须和原来的问题相类似,但是相对稍微简单一些或者稍微小一些。这个新问题看起来和原来的问题颇为相似,因为函数启动(调用)自己的一个全新副本用于解决这一问题-这就是递归调用,也称为递归步骤。递归步骤通常包括关键字return,因为它的结果会与函数知道如何解决问题的一部分结合起来,从而形成可传递回原来的调用者-可能就是main函数的结果。
递归算法的两个前提:
1 原问题可以层层分解为类似的子问题,且子问题比原问题的规模更小;
2 规模最小的子问题具有直接解;
递归进层(i→i+1层)系统需要做三件事:
1 保留本层参数与返回地址;
2 为被调用函数的局部变量分配存储区,给下层参数赋值;
3 将程序转换到被调用函数的入口;
而从被调用函数返回调用函数之前,递归退层(i←i+1层)系统也应完成三件工作:
1 保存被调函数的计算结果;
2 释放被调函数的数据区,恢复上层参数;
3 依照被调用函数保存的返回地址,将控制转换回调用函数。
当递归函数调用时,应按照“先调用后返回”的原则处理调用过程,因此上述函数之间的信息传递和控制转换必须通过栈来实现。系统将整个程序运行时所需的数据空间安排在一个栈中,每当调用一个函数时,就为它在栈顶分配一个存储区,而当从一个函数退出时,就释放它的存储区,显然,当前正在运行的函数的数据区必在栈顶。
每层递归所需信息构成一个工作记录,包括所有的实在参数、所有的局部变量以及上一层的返回地址。每进一层递归,就产生一个新的工作记录压入栈顶。每退出一层递归,就从栈顶弹出一个工作记录。因此当前执行层的工作记录必为递归工作栈栈顶的工作记录,称这个记录为活动记录,并称指示活动记录的栈顶指针为当前环境指针。而这个递归工作栈是由系统来管理的,无须用户操心,所以用递归编制程序非常方便。
递归的消除:循环迭代代替或使用辅助栈来保存参数来模拟系统调用栈工作流程。
优点:代码更简洁清晰,可读性更好递归可读性好这一点,对于初学者可能会反对。实际上递归的代码更清晰,但是从学习的角度要理解递归真正发生的什么,是如何调用的,调用层次和路线,调用堆栈中保存了什么,可能是不容易。但是不可否认递归的代码更简洁。
缺点:由于递归需要系统堆栈,所以空间消耗要比非递归代码要大很多。而且,如果递归深度太大,可能会造成栈溢出。
二、递代
1 利用变量的原值推算出变量的一个新值。如果递归是自己调用自己的话,迭代就是A不停的调用B
2 优点:
1)迭代效率高,运行时间只因循环次数增加而增加;
2)没什么额外开销,空间上也没有什么增加;
3 缺点:
1) 不容易理解;
2) 代码不如递归简洁;
3) 编写复杂问题时困难。
注意: 能用迭代的不用递归,递归调用函数,浪费空间,并且递归太深容易造成堆栈的溢出。
三、迭推
1 递推算法是一种简单的算法,即通过已知条件,利用特定关系得出中间推论,直至得到结果的算法。递推算法分为顺推和逆推两种。
2 相对于递归算法,递推算法免除了数据进出栈的过程,也就是说,不需要函数不断的向边界值靠拢,而直接从边界出发,直到求出函数值。
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