python 遞迴函式

2022-08-21 03:30:16 字數 2712 閱讀 5984

在函式內部,可以呼叫其他函式。如果乙個函式在內部呼叫自身本身,這個函式就是遞迴函式。

舉個例子,我們來計算階乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n,用函式fact(n)表示,可以看出:

fact(n) = n! = 1 x 2 x 3 x ... x (n-1) x n = (n-1)! x n = fact(n-1) x n

所以,fact(n)可以表示為n x fact(n-1),只有n=1時需要特殊處理。

於是,fact(n)用遞迴的方式寫出來就是:

def

fact(n):

if n==1:

return 1

return n * fact(n - 1)

如果我們計算fact(5),可以根據函式定義看到計算過程如下:

===> fact(5)

===> 5 * fact(4)

===> 5 * (4 * fact(3))

===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))

===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))

===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))

===> 5 * (4 * (3 * 2))

===> 5 * (4 * 6)

===> 5 * 24

===> 120

遞迴函式的優點是定義簡單,邏輯清晰。理論上,所有的遞迴函式都可以寫成迴圈的方式,但迴圈的邏輯不如遞迴清晰。

使用遞迴函式需要注意防止棧溢位。在計算機中,函式呼叫是通過棧(stack)這種資料結構實現的,每當進入乙個函式呼叫,棧就會加一層棧幀,每當函式返回,棧就會減一層棧幀。由於棧的大小不是無限的,所以,遞迴呼叫的次數過多,會導致棧溢位。可以試試fact(1000)

>>> fact(1000)

traceback (most recent call last):

file

"", line 1, in

file

"", line 4, in

fact

...file

"", line 4, in

fact

runtimeerror: maximum recursion depth exceeded

in comparison

解決遞迴呼叫棧溢位的方法是通過尾遞迴優化,事實上尾遞迴和迴圈的效果是一樣的,所以,把迴圈看成是一種特殊的尾遞迴函式也是可以的。

尾遞迴是指,在函式返回的時候,呼叫自身本身,並且,return語句不能包含表示式。這樣,編譯器或者直譯器就可以把尾遞迴做優化,使遞迴本身無論呼叫多少次,都只占用乙個棧幀,不會出現棧溢位的情況。

上面的fact(n)函式由於return n * fact(n - 1)引入了乘法表示式,所以就不是尾遞迴了。要改成尾遞迴方式,需要多一點**,主要是要把每一步的乘積傳入到遞迴函式中:

def

fact(n):

return fact_iter(n, 1)

deffact_iter(num, product):

if num == 1:

return

product

return fact_iter(num - 1, num * product)

-----------------自己練習**----------------------

in [3]: def rfn(x,total=1):

...:

if x == 1:

...:

return

total

...:

return rfn(x-1,x*total)

...:

in [4]: rfn(3)

out[4]: 6

-----------------自己練習**----------------------

可以看到,return fact_iter(num - 1, num * product)僅返回遞迴函式本身,num - 1num * product在函式呼叫前就會被計算,不影響函式呼叫。

fact(5)對應的fact_iter(5, 1)的呼叫如下:

===> fact_iter(5, 1)

===> fact_iter(4, 5)

===> fact_iter(3, 20)

===> fact_iter(2, 60)

===> fact_iter(1, 120)

===> 120

尾遞迴呼叫時,如果做了優化,棧不會增長,因此,無論多少次呼叫也不會導致棧溢位。

遺憾的是,大多數程式語言沒有針對尾遞迴做優化,python直譯器也沒有做優化,所以,即使把上面的fact(n)函式改成尾遞迴方式,也會導致棧溢位。

python遞迴函式例項 python遞迴函式

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一 遞迴的定義 1.什麼是遞迴 在乙個函式裡在呼叫這個函式本身 2.最大遞迴層數做了乙個限制 997,但是也可以自己限制 1 deffoo 2 print n 3 n 1 4 foo n 5 foo 1 驗證997 3.最大層數限制是python預設的,可以做修改,但是不建議你修改。因為如果用997...

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前言 本篇關於遞迴基本借鑑下面部落格講解加入自己理解。1.遞迴函式定義 如果乙個函式在函式內部呼叫自己,那這個函式就是遞迴函式。如 defsum arg,stop print arg if arg arg arg sum arg,stop sum 1,20 2.遞迴的特性 1 必須有乙個明確的結束條...