遞迴的概念與模型設計

2021-06-29 00:04:55 字數 1276 閱讀 8135

在計算機程式設計的道路上,決心修行時,第乙個想到的起點卻是遞迴,也許這就是程式設計思想的一種默契。

遞迴是程式設計中乙個強有力的工具,但是大多數人不會自然而然地想到遞迴。遞迴可以方便我們解決某些問題,我們需要考慮在哪些情況下使用遞迴。乙個問題要採用遞迴遞迴方法來解決問題時,必須符合以下3個條件。

(1)解決問題時,可以把乙個問題轉化成為乙個新的問題,而這個新的問題的解決方法仍與原問題的解法相同,只是處理的物件不同,這些處理的物件之間是有規律的遞增或遞減的;

(2)可以通過轉化過程使問題得到簡化;

(3)必定要有乙個明確的結束遞迴的條件,否則遞迴將會無止境地進行下去,直到耗盡系統資源。也就是說必須要有某個終止遞迴的條件。

如階乘問題,求n的階乘(n!),可以轉化為n(n-1)!;而要求n(n-1)!又可以轉化為(n-1)((n-2)!;……;這裡面都 有乙個數乘以另乙個數的階乘問題,被處理的物件分別是n,n-1,……,是有規律的遞減。但是我們不能讓程式無止境地執行下去,必須給乙個結束條件。該問題恰好有乙個結束條件,即當n=0時,0!=1。

有兩種情況常用到遞迴方法:

(1)定義是遞迴的。

(2)問題的解法是遞迴的。

階乘函式的定義採用的就是遞迴方法。如 

1     ,        n=0(遞迴終止條件)   

n!={

n(n-1)  ,            n>0(遞迴步驟)

演算法:public long fact(long n){

if(n==0) return 1;

else return n*fact(n-1);

遞迴模型反映乙個遞迴問題的遞迴結構,例如:

(1)f

(0)=1;

(2)f(n)=n*f

(n-1)  n>0;

公式(1)給出了遞迴的終止條件,公式(2)給出了f

(n)的值與f

(n-1)的值的關係,我們把(1)式稱為遞迴出中,(2)式稱為遞迴體。

一般地,乙個遞迴模型是由遞迴出口和遞迴體兩部分組成,前者確定遞迴到何時為止,後者確定遞迴的方式。

遞迴出中的一般格式為:f

(s(0)

)=m(0);(這裡s(0)和m(0)為常量)

遞迴體的一般格式為:f

(s)=g(f

(s(1)),

f(s(2)),...,

f(s(n)),c(1),c(2),...,c(m))(這裡的s是乙個遞迴的「大問題」,s(1),s(2),...,s(n)是遞迴的「小問題」,c(1),c(2),...,c(m)是若干個可以直接使用非遞迴方法就可以解決的問題)

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