迭代与递归

这两个概念好像有点相似,就连字都长得有点像...
简单阐述一下他们的联系吧。
反正我也不懂,你们要是批评我也没办法╮(╯▽╰)╭


他山之玉(from 知乎):

递归,简讲就是自己调用自己,自己包含自己。
迭代是将输出做为输入,再次进行处理。

大意是递归过程中, 问题的规模在缩小,这样最终得到问题的解;而迭代是一种由远变近的逼近,问题的规模不见得缩小了,但是慢慢在调整接近答案。

递归是自己调用自己,每次旨在缩小问题规模。迭代是自己执行很多次,每次旨在更接近目标。

迭代是逐渐逼近,用新值覆盖旧值,直到满足条件后结束,不保存中间值,空间利用率高。
递归是将一个问题分解为若干相对小一点的问题,遇到递归出口再原路返回,因此必须保存相关的中间值,这些中间值压入栈保存,问题规模较大时会占用大量内存。

递归recursive:

我的理解是,有一个固定的入口,但是要出去就要有一定条件了。
进来以后开始对数据进行加工,但是在函数加工之后并不是就停止了,
而里面包含了继续的调用自己。
虽然是调用自己的函数,但是参数发生了变化,参数变得越来越接近那个终止条件了。当层层迭代直至满足终结条件时,回溯至岁月往昔(也就是那个入口)。
因此,最后的一个返回值包含了多个之前返回的内容。

     {
       if(n == 0)
            return 0;
      else
            return  n+rec(n-1);
      }

就以上例为例,
我的猜测应该是这样:

rec(5)
=5+rec(4)
=5+4+rec(3)
=5+4+3+rec(2)
=5+4+3+2+rec(1)
=5+4+3+2+1+rec(0)

每次的调用,都是在向着停止条件(n=0)接近,直到达到时,再返回。

以下是vs调试的过程:

迭代与递归_第1张图片
1.png

进一步执行:


迭代与递归_第2张图片
2.png

我们可以看到,每一次的执行之后,递归深度都会变得更大。
递归深度这个词看起来有些高级,其实也就是调动的层次。

迭代与递归_第3张图片
3.png

然而,你会发现,并不是在n=0时就停止了,而是向上,n再变回去,再次回到n=5。

恩,所以说,刚刚那个还有继续的过程:

5+4+3+2+1+rec(0)
=5+4+3+2+1+0
=5+4+3+2+1
=5+4+3+3
=5+4+6
=5+10
=15

同时,递归深度也变小了。(回到岁月往昔....)

按照这个原理,还能去写个斐波那契数列的:

 int fib(int n)  
{  
   if(n == 0)  
       return 0;  
   if(n == 1)  
       return 1;  
   if(n > 1)  
       return fib(n-1)+fib(n-2);  
} 



再来说说迭代。

迭代 iteration

先看段代码:

int iter(int n)
{
    int ret = 0;
    for(int i = 1;  i <= n; i++)
              ret = ret + i;
    return ret;
}

这个看起来就眼熟多了,好像在平时我们见到的大多数循环都是这个样子。
迭代就是调用自己的一部分,反复循环重复,直到需要的地步然后输出。

举一个豌豆的例子:

假如我们像孟德尔一样在种豌豆,我们把黄而圆的豌豆和绿而皱的杂交,
YYRR x yyrr
当然我们知道子一代是YyRr,
它们看起来和黄圆形状一样,但是本质上,已经不纯了。

为了尽快的更多的得到较接近黄圆形状的,我们就会采取这样的做法
YyRr x YYRR
(在不考虑区分的情况下)

这个过程可以和迭代放到一起,不断的和某个部分变得相似,并且在变得过程中本身发生着变化。

其目的通常是为了逼近所需目标或结果。(接近纯合YYRR)
每一次对过程的重复称为一次“迭代”(杂交过程),
而每一次迭代得到的结果(子代)会作为下一次迭代的初始值(亲代)。
按照迭代,还能再写个斐波那契数列:

int fib(int n) {  
    int result[2] = { 0, 1 };  
    int i;  
    int num = 0;  
    if(n < 2) {  
        return result[n];  
    }  
   int one = 1;  
   int two = 0;  
    for(i=2;i <=n;i++) 
{  
        num = one + two;  
        two = one;  
        one = num;  
    }  
    return num;  
} 


总结

为了更好的说明问题,
这是网上一位前辈总结的表格:

迭代与递归_第4张图片
表格.png

又出现了一个新名词:堆栈溢出,这又是什么?

以下引用百度百科

堆栈溢出的产生是由于过多的函数调用,导致调用堆栈无法容纳这些调用的返回地址,一般在递归中产生。堆栈溢出很可能由无限递归(Infinite recursion)产生,但也可能仅仅是过多的堆栈层级。
不懂。

嗯,百度大概觉得自己也没讲明白,又补充:

堆栈溢出就是不顾堆栈中分配的局部数据块大小,向该数据块写入了过多的数据,导致数据越界,结果覆盖了别的数据。 可以理解为 在长字符串中嵌入一段代码,并将过程的返回地址 覆盖为 这段代码的地址,这样当过程返回时,程序就转而开始执行这段自编的代码了。

大概就是说数据越界造成错误吧,有一段简单的代码说明了这个问题:

#include
int main()
{
char name[8];
printf("Please type your name:");
gets(name);
printf("Hello.%s!",name);
return 0;
}

一般来说,我们也不会超出这8个字符的,可是要是你调皮非要多输几个,AAAAAAAAAAAAA
由于我们输入的name字符串太长,name数组容纳不下,只好向内存顶部继续写'A',而此例由于堆栈的生长方向与内存的生长方向相反,这些'A’覆盖了堆栈的老的元素。在main返回的时候,就会把'AAAA'的ASCII码:0x41414141作为返回地址,CPU会试图执行0x41414141处的指令,结果出现错误。这就是一次堆栈溢出。

大概就是这样,以后深入理解后再补充吧。

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