02.18 算法——递归(以汉诺塔为例)

首先理解一下什么叫递归,为什么要用递归,它的优势是什么?(为了方便于理解,不一定对)

先说一个笑话:

递归:无限调用自身这个函数,每次调用总会改动一个关键变量(每次的改变都会被保存下来,为了后面的“归”),直到这个关键变量达到边界的时候(也就是“递”到了尽头,什么是尽头呢?这是需要你自己设定的),之后不再调用,然后开始”归“。像「老和尚给小和尚讲故事」那种递归一般都不能无限循环下去,因为那样讲的人会受不了,所以一般到了最后,那个人会说:「他讲的故事是:就是这个故事!」。于是,递归结束了。

递归是一种思想,是一种复杂问题简单化的思维方式,而这种思维方式在程序中的体现就递归算法!递归算法在实现上就是函数不断调用自身的过程!

需要确定的是:1.递归的边界条件 2.递归通式

递归可以先通过有限的次数,找出规律,总结出公式,这个公式第N项的值跟第N-1项的值存在一定的关系就可以使用递归(一定要考虑边界条件),这是真正的关键部分!!!!

本文不讲栈,只针对初次接触的同学们,不然一篇文章不太能讲清楚,后期更新中小编会安排结合栈来讲算法递归的,喜欢的观众老爷请加关注噢!!!

比如说求N!

一般第一思维会用循环啊(没错,但是现在要求用递归!)

如果对于C掌握的还行的话,这段代码应该很好理解。递归,顾名思义就是“递”和“归”。也就是说,写每一个递归函数的时候,都应该在写之前考虑清楚,哪里体现了“递”,哪里体现了“归”。

上面我们所讲的边界也就是if语句,当n=1时开始结束调用开始”归“。而Func就是关键变量。为什么会这样写呢?因为我们很容易的找到这样的规律:1*2*3*4……*n。都是n*(n+1),这就是规律,而在C语言上变现出来的就是递归算法。

结合图片再想想(ง •_•)ง

但是常常递归函数会比较复杂, “递”和“归”看起来并不是那么明显,这就需要我们进一步来理解递归算法的思想。

有人会说那我循环也可以做到的事为什么大费周章的用递归呢?

先说说两者的关系:

相同点:

(1)都是通过控制一个变量的边界或者多个),来改变多个变量为了得到所需要的值,而反复而执行的;

(2)都是按照预先设计好的推断实现某一个值求取;(请注意,在这里循环要更注重过程,而递归偏结果一点)

不同点:

(1)递归通常是逆向思维居多,“递”和“归”不一定容易发现(比较难以理解);而循环从开始条件到结束条件,包括中间循环变量,都需要表达出来(比较简洁明了)。

简单的来说就是:用循环能实现的,递归一般可以实现,但是能用递归实现的,循环不一定能。因为有些题目只注重循环的结束条件和循环过程,而往往这个结束条件不易表达(也就是说用循环并不好写);注重循环的次数而不注重循环的开始条件和结束条件(这个循环更加无从下手了)。可能到这里大家还是不太清楚。下面结合汉诺塔实例来讲解。

来看看“汉诺塔问题”

如图,汉诺塔问题是指有三根杆子A,B,C。C杆上有若干碟子,把所有碟子从A杆上移到C杆上,每次只能移动一个碟子,大的碟子不能叠在小的碟子上面。求最少要移动多少次?

这是一个循环只注重循环次数的经典例子,我们知道,用循环有点无从下手(文章结束小编将给出代码),但是递归就很好写了。

汉诺塔,什么鬼,我不会啊?

别急,慢慢来。

我们首先需要一点思维:解决n块盘子从A移动到C,那么我只需要先把n-1块盘子从A移到B,然后把最下面的第n块盘子从A移到C,最后把n-1块盘子从B移到C(这就完成了)。

等等,那么如何把n-1块盘子从A移到B?

很好,这说明你已经开始递归入门了。

同样这样去想:解决n-1块盘子从A移动到B,那么我只需要先把n-2块盘子从A移动到C,然后把倒数第二块盘子从A移到B,最后把n-2块盘子从C移到B(这就完成了)。

这就是递归的“递”!

那么“归”呢?n==1的时候?

换一句话说,我们来一个一个找规律:

当只有一个盘子的时候,只需要从将A塔上的一个盘子移到C塔上。

当A塔上有两个盘子是,先将A塔上的1号盘子(编号从上到下)移动到B塔上,再将A塔上的2号盘子移动的C塔上,最后将B塔上的小盘子移动到C塔上。

当A塔上有3个盘子时,先将A塔上编号1至2的盘子(共2个)移动到B塔上(需借助C塔),然后将A塔上的3号最大的盘子移动到C塔,最后将B塔上的两个盘子借助A塔移动到C塔上。

当A塔上有n个盘子是,先将A塔上编号1至n-1的盘子(共n-1个)移动到B塔上(借助C塔),然后将A塔上最大的n号盘子移动到C塔上,最后将B塔上的n-1个盘子借助A塔移动到C塔上。(真正的规律所在!!)

综上所述,除了只有一个盘子时不需要借助其他塔外,其余情况均一样。

我们来看看普通算法的解决过程:(真的是又臭又长。。)

调试运行结果

希望大家能通过这篇文章理解递归,也在此向大家拜年了!!祝大家性的一年学习进步,生活美满!!

也希望大家动动手加个关注,评论一下,给小编继续码字发文的动力!!!