import java.util.LinkedList;
import javax.swing.plaf.basic.BasicInternalFrameTitlePane.MoveAction;
import com.sun.corba.se.spi.orbutil.fsm.State;
import com.sun.org.apache.xpath.internal.functions.Function;
/**
* 递归算法,递归的非递归替代算法
*
*/
public class TestRecursion
{
// 题目:计算给定文本内字符“a”的个数。分别用迭代和递归两种方式。
/**
* 常规算法
*/
public int countACommon(String str)
{
int count = 0;
String tmpString = str;
while (tmpString.indexOf("a") >= 0)
{
count++;
tmpString = tmpString.substring(tmpString.indexOf("a") + 1);
}
return count;
}
/**
* 递归算法
*/
public int countARecursion(String str)
{
String tmpStr = str;
if (tmpStr.indexOf("a") < 0) return 0; // 递归退出条件
else return countARecursion(tmpStr.substring(tmpStr.indexOf("a") + 1)) + 1;
}
/**
* 斐波那契数列 项,非递归(速度快,求第10000项毫无压力)
*/
public int f(int n)
{
if (n < 1) return 0;
if (n == 1) return 1;
if (n == 2) return 1;
int i, s = 0;
int s1 = 1, s2 = 1;
for (i = 3; i <= n; i++)
{
s = s1 + s2;
s2 = s1;
s1 = s;
}
return s;
}
/**
* 单向递归是指递归算法中虽然有多处递归调用语句，
* 但各递归调用语句的参数之间没有关系，
* 并且这些递归调用语句都处在递归算法的最后。显然，尾递归是单向递归的特例。
* 斐波那契数列 项,递归(求第100项时就扛不住了)
* 1 1 2 3 5 8 13
*/
public int f2(int n)
{
if (n < 1) return 0;
if (n == 1) return 1;
if (n == 2) return 1;
return f2(n - 2) + f2(n - 1);
}
/**
* 求阶乘,非递归,最大求31,超过31!,int就不够用了
* @param n
* @return
*/
public int factorial(int n)
{
if (n < 0) return 0;
if (n == 0) return 1;
if (n == 0) return 1;
int s = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
s = s * i;
}
return s;
}
/**
* 求阶乘,递归算法,最大求31,超过31!,int就不够用了
* @param n
* @return
*/
public int factorial_R(int n)
{
if (n < 0) return 0;
if (n == 0) return 1;
if (n == 0) return 1;
return n * factorial_R(n - 1);
}
/**
* 汉诺塔,递归算法(将A上面的盘子,借助B,移动到C上面)
* @param n 需要移动的盘子个数
* @param A 盘子所在的原始位置
* @param C 盘子的目标位置
* @param B 移动盘子借助的位置
*/
public void hanoi_R(int n, String A, String B, String C)
{
if(n == 1) move(n,A,C); //只有一个盘子,直接移
else
{
hanoi(n - 1,A,C,B); // 先将n-1个盘子,从A移动到B,借助C
move(n,A,C); //将最后一个盘子 直接 从A移动到目标位置C,此时A空下来,B上面有n-1个盘子
hanoi(n-1,B,A,C); //将B上面的n-1个盘子,借助A,移动到C
}
}
private void move(int n,String from ,String to)
{
//System.out.println("move " + n + ": " + from + " --> " + to);
}
/**
* 非递归算法,使用栈,HanoiItem栈对象,以保存相关中间信息
*/
class HanoiItem
{
public int count; //可以直接移动的盘子的编号
public boolean flag = false; //flag = true 说明可以直接移动
public String currentPlace; //当前位置
public String assistantPlace; //辅助位置
public String destinationPlace; //目标位置
public HanoiItem(int count,boolean flag,String currentPlace,String assistantPlace,String destinationPlace)
{
this.count = count;
this.flag = flag; //只有一个盘子表示可以直接移动
if(count==1) this.flag = true; //重要: 如果只有一个盘子,表示可以直接移动
this.currentPlace = currentPlace;
this.assistantPlace = assistantPlace;
this.destinationPlace = destinationPlace;
}
public void move()
{
//System.out.println("move " + this.count + ": " + currentPlace + " --> " + destinationPlace);
}
}
/**
* 将初始状态s0进栈
* while (栈不为空)
* {
* 退栈，将栈顶元素赋给s;
* if (s是要找的结果) 返回;
* else
* {
* 寻找到s的相关状态s1;
* 将s1进栈;
* }
* }
*
*/
public void hanoi(int n, String A, String B, String C)
{
if(n == 1) move(n,A,C); //只有一个盘子,直接移
else
{
//初始化一个栈,LinkedList可以当栈使用
LinkedList<HanoiItem> stack = new LinkedList<HanoiItem>();
HanoiItem initHanoi = new HanoiItem(n, false, A, B, C);
stack.push(initHanoi); //将初始状态s0进栈
while(stack.size()>0) //while (栈不为空)
{
HanoiItem tempItem = stack.pop(); //退栈，将栈顶元素赋给s;
if(tempItem.flag) //if (s是要找的结果) 返回;
{
tempItem.move();
}
else //寻找到s的相关状态s1; 这里相关的状态有三个
{
//表示需要将上面的n-1个盘子 借助于 目标位置 ,整体先移动到 中间(协助用)的 杆子
HanoiItem ItemBefore = new HanoiItem(tempItem.count - 1,false,tempItem.currentPlace,tempItem.destinationPlace,tempItem.assistantPlace);
//表示将最后一个盘子移动到目标位置
HanoiItem itemCurr = new HanoiItem(tempItem.count,true,tempItem.currentPlace,tempItem.assistantPlace,tempItem.destinationPlace);
//表示将 前面已经移动到中间杆子上的盘子,借助第一个杆子 移动到 目标位置
HanoiItem itemAfter = new HanoiItem(tempItem.count -1,false,tempItem.assistantPlace,tempItem.currentPlace,tempItem.destinationPlace);
//将上面三个中间状态入栈,注意顺序,栈先进后出,所以入栈顺序要反过来
stack.push(itemAfter);
stack.push(itemCurr);
stack.push(ItemBefore);
}
}
}
}
public static void main(String[] args)
{
String tmpString = "aaa";
TestRecursion test = new TestRecursion();
System.out.println(test.countACommon(tmpString));
System.out.println(test.countARecursion(tmpString));
System.out.println(test.factorial_R(5));
//递归汉诺塔
long s1 = System.currentTimeMillis();
test.hanoi_R(15,"A","B","C");
long e1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(e1 - s1); //移动,10层,0,15层 16, 20层,140,25层 3547, 30层 112830
//非递归
System.out.println("-----------------------------------");
long s2 = System.currentTimeMillis();
test.hanoi(15,"A","B","C");
long e2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(e2 - s2);
//移动10层 16, 15层 16, 20层 110,25层 3453,30层 114596,
//貌似因为递归使用了太多的中间对象,而且LinkedList效率貌似不高
}
}
//递归: 移动,10层 0, 15层 16, 20层 140, 25层 3547, 30层 112830
//非递归: 移动 10层 16, 15层 16, 20层 110, 25层 3453, 30层 114596,
