趣说递归算法

先声明一下,不涉及代码,我们就简单聊聊而已。

一、什么是递归?

先来说说一个场景,小学那会,要是遇到一个不懂的汉字,我翻看了新华字典去查阅,可是在查阅的时候又遇到不懂的汉字,又继续查.....直到查找自己懂的为止,于是递推回来,之前首个不懂的汉字就明白了。

你可能会说,要是一直都是不懂汉字怎么办,或者查了一圈之后又跟第一个汉字连接起来,那就陷入死循环了。

递龟

很好,带着你的困惑往下看。

递归:
你打开面前这扇门,看到屋里面还有一扇门。你走过去,发现手中的钥匙还可以打开它,你推开门,发现里面还有一扇门,你继续打开它。

若干次之后,你打开面前的门后,发现只有一间屋子,没有门了。然后,你开始原路返回,每走回一间屋子,你数一次,走到入口的时候,你可以回答出你到底用这你把钥匙打开了几扇门。

循环:
你打开面前这扇门,看到屋里面还有一扇门。你走过去,发现手中的钥匙还可以打开它,你推开门,发现里面还有一扇门(若前面两扇门都一样,那么这扇门和前两扇门也一样;

如果第二扇门比第一扇门小,那么这扇门也比第二扇门小,你继续打开这扇门,一直这样继续下去直到打开所有的门。

但是,入口处的人始终等不到你回去告诉他答案。你看出递归与循环的区别了?

《父与子---祖先画廊》

二、为什么使用递归?递归的优缺点?

1.优点:代码的表达力很强,写起来简洁。
2.缺点:空间复杂度高、有堆栈溢出风险、存在重复计算、过多的函数调用会耗时较多等问题。

三、什么样的问题可以用递归解决呢?

一个问题只要同时满足以下3个条件,就可以用递归来解决:

1.问题的解可以分解为几个子问题的解。何为子问题?就是数据规模更小的问题。

2.问题与子问题,除了数据规模不同,求解思路完全一样

3.存在递归终止条件

类似上面的例子,当打开门后走到路的尽头,这就是临界值。当走到门的尽头后,就原路返回了。这就递归,一去一回。

image

这张图的 终止条件就是找到「我的小鱼干」

四、如何实现递归?

1.递归代码编写

写递归代码的关键就是找到如何将大问题分解为小问题的规律,并且基于此写出递推公式,然后再推敲终止条件,最后将递推公式和终止条件翻译成代码。

2.递归代码理解
如果一个问题A可以分解为若干个子问题B、C、D,你可以假设子问题B、C、D已经解决。而且,你只需要思考问题A与子问题B、C、D两层之间的关系即可,不需要一层层往下思考子问题与子子问题,子子问题与子子子问题之间的关系。

屏蔽掉递归细节,这样子理解起来就简单多了。因此,理解递归代码,就把它抽象成一个递推公式,不用想一层层的调用关系,不要试图用人脑去分解递归的每个步骤。

五、递归常见问题及解决方案
1.警惕堆栈溢出:可以声明一个全局变量来控制递归的深度,从而避免堆栈溢出。
2.警惕重复计算:通过某种数据结构来保存已经求解过的值,从而避免重复计算。

递归,你理解了么?

递归

参考:《数据结构与算法之美》
知乎-递归

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