递归(recursion)就是子程序(或函数)直接调用自己或通过一系列调用语句间接调用自己,是一种描述问题和解决问题的基本方法。
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递归通常用来解决结构自相似的问题。所谓结构自相似,是指构成原问题的子问题与原问题在结构上相似,可以用类似的方法解决。具体地,整个问题的解决,可以分为两部分:第一部分是一些特殊情况,有直接的解法;第二部分与原问题相似,但比原问题的规模小。实际上,递归是把一个不能或不好解决的大问题转化为一个或几个小问题,再把这些小问题进一步分解成更小的问题,直至每个小问题都可以直接解决。因此,递归有两个基本要素:
(1)边界条件:确定递归到何时终止,也称为递归出口。
(2)递归模式:大问题是如何分解为小问题的,也称为递归体。递归函数只有具备了这两个要素,才能在有限次计算后得出结果
汉诺塔问题:对汉诺塔问题的求解,可以通过以下3个步骤实现:
(1)将塔上的n-1个碟子借助塔C先移到塔B上;
(2)把塔A上剩下的一个碟子移到塔C上;
(3)将n-1个碟子从塔B借助塔A移到塔C上。
在递归函数中,调用函数和被调用函数是同一个函数,需要注意的是递归函数的调用层次,如果把调用递归函数的主函数称为第0层,进入函数后,首次递归调用自身称为第1层调用;从第i层递归调用自身称为第i+1层。反之,退出第i+1层调用应该返回第i层。采用图示方法描述递归函数的运行轨迹,从中可较直观地了解到各调用层次及其执行情况,具体方法如下:
(1)写出函数当前调用层执行的各语句,并用有向弧表示语句的执行次序;
(2)对函数的每个递归调用,写出对应的函数调用,从调用处画一条有向弧指向被调用函数入口,表示调用路线,从被调用函数末尾处画一条有向弧指向调用语句的下面,表示返回路线;
(3)在返回路线上标出本层调用所得的函数值。n=3时汉诺塔算法的运行轨迹如下图所示,有向弧上的数字表示递归调用和返回的执行顺序
三、递归函数的内部执行过程
一个递归函数的调用过程类似于多个函数的嵌套的调用,只不过调用函数和被调用函数是同一个函数。为了保证递归函数的正确执行,系统需设立一个工作栈。具体地说,递归调用的内部执行过程如下:
(1)运动开始时,首先为递归调用建立一个工作栈,其结构包括值参、局部变量和返回地址;
(2)每次执行递归调用之前,把递归函数的值参和局部变量的当前值以及调用后的返回地址压栈;
(3)每次递归调用结束后,将栈顶元素出栈,使相应的值参和局部变量恢复为调用前的值,然后转向返回地址指定的位置继续执行。
上述汉诺塔算法执行过程中,工作栈的变化如下图所示,其中栈元素的结构为(返回地址,n值,A值,B值,C值),返回地址对应算法中语句的行号,分图的序号对应图中递归调用和返回的序号
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这是一个递归调用fun(x)的算法。
首先会计算x=1时,因为x是int型,所以x/2==0,返回1,所以打印1.
然后再计算x=2时,这时返回x%2=0,所以打印0;
再计算x=4时,同样返回x%2=0,所以打印0;
最后计算x=8时,返回x%2=0,所以打印0。
所以屏幕输出的就显示1000 。
递归:函数下一次的参数是函数自身上一次的输出值。(也就是说,函数的下一次取决于上一次的结果,自身依赖)。也正是因为如此,这样的函数必须有终止值(即递归必须有一个条件限定)。否则就会进入死循环。“递归”分成“直接递归”、“简介递归”。具体可以参考我的博客(点击, ,查看,有代码有具体示例解释)。 给出一个求n!的C递归:int Fun(int n){ if (n==0 || n==1) return 1; return Fun(n-1)*n;}
#include stdio.h
#include stdlib.h
int count=0;
int fun(int x,int n)
{
count++;
if(n==2)
{
return x*x;
}
else if(n%2==0)
{
return fun(x,n/2)*fun(x,n/2);
}
else if(n%2==1)
{
return fun(x,n-1)*x;
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
int sum=0,x,n;
printf("请输入x n的值(两数之间用空格间隔):");
scanf("%d %d",x,n);
sum=fun(x,n);
printf("%d 递归调用了%d次",sum,count);
return 0;
}
#include stdio.h
#include math.h
double fx(double x,int n)
{
double p;
p=0;
if (n==1)//-----------------
p=x+p;
if (n1)
p=pow(-1,n-1)*pow(x,n)+fx(x,n-1);
return p;
}
int main()
{
int n;
float x,p;
printf("请依次输入x,n\n");
scanf("%f%d",x,n);//-----------------
p=fx(x,n);
printf("fx(%f,%d)=%f\n",x,n,p);
return 0;
}