递归原理简析

一.什么是递归?

递归明面上的代码结构就是函数自己调用自己,比如:

        public void fun(){
            fun();
        }

可是这样写是没有意义的,这个程序无非就是陷入死循环或者栈溢出,所以我们每当用递归的时候必须给程序一个递归的出口,当它执行到什么程度的时候就不再继续循环下去了,所以这就有递归的三要素:
1.处理方法,方法自调来解决大规模的问题,提取相同的逻辑,缩小问题规模。 2.明确递归的终止条件
3.给出递归终止的解决办法

二.递归的原理

每一级函数去调用自身,但每次调用函数都有自己的变量(以某种方式缩小问题的规模),并且每一次函数的调用都会有一次返回,位于递归调用前的语句(一般是递归出口)和各级被调用函数间具有相同的执行顺序,位于递归调用后的语句的执行顺序和各个被调用函数的顺序相反,当程序执行完最后一层递归调用后,参数变量满足了递归出口的条件就开始逐级返回。虽然每一级递归都有自己的变量,但是函数代码并不会得到复制。

我们以下面例题的第二个n的阶乘为例:比如我要算5的阶乘
程序开始执行判断5 != 1,开始执行第一层递归:5factorialByRecur(4),然后停止;
执行第一层里面的factorialByRecur(4)作为第二层递归:4
factorialByRecur(3),然后停止;
执行第二层里面的factorialByRecur(3)作为第三层递归:3factorialByRecur(2),然后停止;
执行第三层里面的factorialByRecur(2)作为第四层递归:2
factorialByRecur(1),然后停止;
第四层里面的factorialByRecur(1)继续沿程序入口执行,通过if检测到n==1,return1,也就是factorialByRecur(1)的结果为1,继续执行if外的return,返回到第四层21,也就是factorialByRecur(2)的结果;
继续返回到第三层3
21,也就是factorialByRecur(3)的结果;
继续返回到第二层4
321,也就是factorialByRecur(4)的结果;
最后返回到第一层递归得到54321

三.递归的优缺点

优点:实现简单,可读性好
缺点:递归调用,占用空间大(每一次函数的调用都要开辟相应的空间)
递归太深,容易发生栈溢出
可能存在重复计算

四.递归经典题型

1.递归实现二分查找

    public static int binaySearchBrRecur(int[] list, int key, int low, int high){
        if(low <= high){//提取重复逻辑,缩小问题规模
            int mid = (low+high) >> 1;
            if(list[mid] == key){
                return mid;//明确递归终止条件并给出终止条件的解决办法
            }else if(list[mid] > key){
                return binaySearchBrRecur(list, key, low, mid-1);
            }else{
                return binaySearchBrRecur(list, key, mid+1, high);
            }
        }
        return -1;
    }

2.阶乘 n * n-1 * n-2 * … * 2 * 1

public static long factorialByRecur(int n){
        if(n == 1){
            return 1;//递归终止条件+处理办法
        }
        //提取相同重复逻辑,来解决小规模问题
        return n * factorialByRecur(n-1);
    }

3.递归实现斐波那契数列

public static long fibonacciByRecur(int n){
//        if(n == 0) return 0;
//        if(n == 1) return 1;
        if(n == 1 || n == 2)  return 1; //递归终止条件+处理办法

        //提取相同重复逻辑,来解决小规模问题
        return fibonacciByRecur(n-1)+fibonacciByRecur(n-2);
    }

4.递归去实现判断一个字符串是否是回文字符串 “12321” “abccba”

public static boolean isPlalindromeString(String s, int start, int end){
//        int start = 0;
//        int end = s.length()-1;
        if(s == null || s.length() == 0 || start > end) return false;

        if(start < end){
            if(s.charAt(start) != s.charAt(end)){
                return false;//递归的终止条件+解决办法
            }else {
                //缩小问题规模,提取重复逻辑
                return isPlalindromeString(s, start+1, end-1);
            }
        }
        return true;
    }

5.递归获取杨辉三角指定行、列(从0开始)的值

    public static int getYHtriangleValue(int x,int y){
        if(y<=x&&y>=0){
            if(y==0||x==y){
                return 1;
            }else{
                return getValue(x-1,y-1)+getValue(x-1,y);
            }
        }
        return -1;
    }

6.三柱汉诺塔

public static void hanoi(int n ,char A,char B,char C){
       if(n==1){
           System.out.println(A+"->"+C);
       }else{
           hanoi(n-1,A,C,B);
           System.out.println(A+"->"+C);
           hanoi(n-1,B,A,C);
       }
   }

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