C語言深入探索遞歸的特點
遞歸的認(rèn)識
基本認(rèn)識:
1.首先遞歸的本質(zhì)還是函數(shù)調(diào)用,也要形成和釋放棧幀。
2.函數(shù)的調(diào)用是有成本的,這個成本在時間和空間上表現(xiàn)為函數(shù)棧幀的形成和銷毀。
3.遞歸就是 不斷形成棧幀和銷毀的過程。
理論認(rèn)識:
1.內(nèi)存和cpu中的資源有限,也就決定啦,合理的遞歸是絕對不可以無限遞歸下去的。
2.遞歸不是什么時候都可以使用的,而是要滿足自身的場景,即目標(biāo)函數(shù)的子問題可以用該算法解決,本質(zhì)是分治的思想。
3.遞歸的核心:大事化小,遞歸出口。
main函數(shù)可以遞歸嗎
相信有些讀者就在疑惑啦?main函數(shù)是主函數(shù)呀,這個怎么可以自己調(diào)用自己呢?
實際上,main函數(shù)本質(zhì)也是函數(shù),所以也就會形成棧幀,所以是可以自己調(diào)用自己的。
代碼和運行結(jié)果如下:
int main() { printf("胡楊樹下\n"); Sleep(100);//睡眠0.1秒 main(); return 0; }
結(jié)果顯示是可以調(diào)用的,那么我們也能過看出來,這個main函數(shù)的遞歸是不會自動停止的,停止時就是發(fā)生棧溢出,那么函數(shù)的棧幀是怎么形成的呢?
是最下面的main函數(shù)進(jìn)行調(diào)用自身形成棧幀,如圖示,我們可以看出,這些函數(shù)調(diào)用都開辟了空間,所以要占用內(nèi)存,而且形成棧幀后需要釋放,形成和釋放過程中有時間消耗。這也就是遞歸有成本的原因。
遞歸核心思想講解
我們在平時中見過這個題目,叫做求字符串長度。
這個我們可以用遞歸的寫法求解,順帶我們看下遞歸的核心。
首先假設(shè)我們求的字符為 "abcdefg123",我們用遞歸的解法可以轉(zhuǎn)化為,1+"bcdefg123",把"bcdefg123"進(jìn)而再轉(zhuǎn)化為1+"cdefg123",進(jìn)行求解,如圖示:
經(jīng)過一次次的大事化小,我們最后把問題變成了,求1+空字符串的長度,這個其實也就是我們想要的遞歸出口,當(dāng)沒有字符時我們就該結(jié)束啦。
代碼如下:
int My_strlen(const char *str) { if (*str == '\0')//函數(shù)出口 { return 0; } return 1 + My_strlen(str + 1);//繼續(xù) } int main() { int len = My_strlen("abcdefg123"); printf("len = %d\n", len); return 0; }
遞歸的缺點
我們來看下遞歸的另外一個經(jīng)典例子,第n個菲波那切數(shù)列的實現(xiàn)
首先菲波那切數(shù)列是前兩個數(shù)之和等于第三個數(shù),第一個和第二個我們設(shè)定為1,那么這個數(shù)列為 1,1,2,3,5,8,13....等等,那我們要求第n個斐波那契數(shù)列的話,只要轉(zhuǎn)化為求前兩個數(shù)的和就好了,最后的遞歸出口為第一個或者第二個數(shù)時停止,結(jié)束函數(shù)。
代碼如下:求第十個菲波那切數(shù)
int fib(int n) { if (n == 1 || n == 2) { return 1; } return fib(n - 1) + fib(n - 2); } int main() { printf("fib(%d) = %d\n", 10, fib(10)); return 0; }
我們?nèi)绻蟮?n 的數(shù)字比較大就會非常慢。這個本質(zhì)就是上述說的成本問題。
如果求的是第42個菲波那切數(shù)呢?這次我們把時間也計算上。
int fib(int n) { if (n == 1 || n == 2) { return 1; } return fib(n - 1) + fib(n - 2); } int main() { int n = 42; double start = GetTickCount(); int x = fib(n); double end = GetTickCount(); printf("fib(%d) = %d count = %.1f S\n", n,x,(end - start)/1000); return 0; }
我們可以看出第42個時就已經(jīng)10秒了,這個很長時間啦。我們用全局變量接收下次數(shù),那我們看看他計算了多少次第3個菲波那切數(shù)計算了幾次? 計算了大概1億多次,所以遞歸的重
復(fù)計算是非常多的。
我們看個圖示:
其中單單是第六個菲波那切數(shù)就計算了3次,這個就很夸張啦。
所以遞歸的特點是代碼簡單,但是調(diào)用上可能會有大的成本。
最后一點就是:循環(huán)和遞歸是一定可以相互轉(zhuǎn)化的。只不過有些時候轉(zhuǎn)化會比較麻煩。
到此這篇關(guān)于C語言深入探索遞歸的特點的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言遞歸內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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