16.1-函数递归

每个人的一生,都有自己必须要吃的苦,总要经受一些磨砺,才能靠近自己期待的生活。人,除了自渡,他人爱莫能助!所以无论生活多难,你都要坚持勇敢。

函数递归有性能问题,但非常绕,一般是面试的考点^,重点题目!**

递归函数即直接或间接调用自身的函数,且递归过程中必须有一个明确的递归结束条件,称为递归出口。递归极其强大一点就是能够遍历任意的,不可预知的程序的结构,比如遍历复杂的嵌套列表。

本章总结:

  1. 计算机数据结构常见的还有:栈、队列、堆、链表、树、图 等;这些数据结构广泛应用在计算机编程的各个方面。 栈的特点 后进先出;,栈跟线程相关;是每个线程自己的数据结构;
  2. 堆(heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称,通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。堆总是满足下列性质:堆是受GC管理的

栈 (Stack):是一种只能通过访问其一端来实现数据存储与检索的线性数据结构,具有后进先出 ( last in first out,LIFO ) 的特征;只能在栈的一端进行插入和删除运算,这一端被称为栈顶,另一端称为栈底;先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。将数据压入栈顶,称为入栈(push);将数据从栈顶取出,称为出栈(pop)。

栈的设计中,主要需要:栈顶元素 top、入栈 push 方法、出栈 pop 方法、获取栈顶元素 peek ;

压栈:递归效率不高,可能会导致栈溢出(函数调用是通过栈这种数据结构实现的,每进入一个函数调用,就会增加一层栈帧,函数每返回,栈就会减少一层栈帧,由于栈的大小不是无限的,递归调用过多,可能会导致栈溢出)

Cpython 递归深度(压栈)限制1000 ;

总结
1.压栈 类似如 压上头、放作业本一层一层往上叠,是引用类型;函数结束后,清除函数的层数;
2.栈是跟线程相关,栈是每个线程自己的数据结构;

栈跟线程相关
def fn(n):
    print(n)
fn(1) # 线程1
fn(2) # 线程2
fn('a')
---------------------------------------------
1
2
a
1.可变类型列表要区别对待 ;
def fn(n=[]):   
    n += [1]    #覆盖原来的 extend;
    
def fn1(n=[]):
    n = n + [1]  # new list

Rscursion 递归

当边界条件不满足的时候,递归前进;
当边界条件满足的时候,递归返回;

递归函数优点
递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。

递归函数缺点
递归调用的次数过多,会导致栈溢出。还是用之前阶乘的例子,1000 的阶乘用递归函数会报错。

练习1:fib数列问题;

写法1: fib序列;
a = 0
b = 1
n = 4
for i in range(n):
    a,b = b, a+b
    print(b)
-------------------------------
1
2
3
5

写法2:用函数递归;性能极差;  fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2)
def fib(n):
    if n < 3:
        return 1
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2)
    
for i in range(1,11):
    print(fib(i))

写法3:三元表达式
def fib(n):
    return 1 if n<3 else fib(n-1)+fib(n-2)
fib(4)

写法4:函数调用 优化策略 —— 函数递归变成for循环;
def fib(n,pre=0,cur=1):
    pre,cur = cur,pre + cur
    if n == 0:
        return pre
    return fib(n-1,pre,cur)
fib(3)
-----------------
3

循环递归调用是非常危险的;往往挖这种情况发上在代码复杂的情况下;

函数递归总结:
1.递归是一种很自然的表达,符合逻辑要求;
2.递归相对运行效率低,第一次调用函数都要开辟栈帧;
3.递归有深度限制,注意栈,内存是否溢出;
4.如果有限次数的递归,可以使用循坏代替;注意是否出现死循环;
5.即是递归代码简洁,但是能不用就不用递归;

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