如果我们使用循环而不是递归,或者反之,在两者都可以达到相同目的的算法中,性能是否会受到影响?检查给定的字符串是否是回文。 我见过许多程序员使用递归作为一种炫耀的手段,当一个简单的迭代算法可以满足要求。 编译器在决定使用什么时起着至关重要的作用吗?
当前回答
通常情况下,人们会期望性能损失在另一个方向上。递归调用会导致构建额外的堆栈帧;对此的惩罚各不相同。此外,在一些语言中,如Python(更准确地说,是在某些语言的某些实现中……),对于递归指定的任务,您可能很容易遇到堆栈限制,例如在树状数据结构中查找最大值。在这些情况下,你应该坚持使用循环。
编写好的递归函数可以在一定程度上降低性能损失,前提是你有一个优化尾部递归的编译器,等等(还要再次检查,确保函数真的是尾部递归——这是许多人都会犯的错误之一)。
除了“边缘”情况(高性能计算、非常大的递归深度等)之外,最好采用最清楚地表达您的意图、设计良好且可维护的方法。仅在确定需求后进行优化。
其他回答
对于可以分解成多个更小的部分的问题,递归比迭代更好。
例如,要制作一个递归斐波那契算法,您将fib(n)分解为fib(n-1)和fib(n-2),并计算这两部分。迭代只允许你一遍又一遍地重复一个函数。
然而,Fibonacci实际上是一个坏例子,我认为迭代实际上更有效。注意fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2)和fib(n-1) = fib(n-2) + fib(n-3)。Fib (n-1)被计算了两次!
一个更好的例子是树的递归算法。分析父节点的问题可以分解为分析每个子节点的多个更小的问题。与斐波那契例子不同,较小的问题是相互独立的。
所以,对于那些可以分解成多个、更小、独立、相似问题的问题,递归比迭代更好。
递归可能会更昂贵,这取决于递归函数是否是尾部递归(最后一行是递归调用)。尾递归应该被编译器识别,并优化为迭代的对应部分(同时保持代码中简洁、清晰的实现)。
我将以最有意义的方式编写算法,并且对那些不得不在几个月或几年内维护代码的可怜的傻瓜(无论是你自己还是其他人)来说是最清楚的。如果你遇到了性能问题,那就分析你的代码,然后,只有在那之后,你才能通过迭代实现来进行优化。您可能需要研究一下内存和动态编程。
递归和迭代取决于您想要实现的业务逻辑,尽管在大多数情况下可以互换使用。大多数开发人员选择递归,因为它更容易理解。
递归比迭代的任何可能定义都更简单(因此也更基本)。你可以只用一对组合子定义一个图灵完备系统(是的,在这样的系统中,甚至递归本身也是一个衍生概念)。Lambda演算是一个同样强大的基本系统,具有递归函数。但是如果你想正确地定义一个迭代,你需要更多的原语来开始。
至于代码——不,递归代码实际上比纯迭代代码更容易理解和维护,因为大多数数据结构都是递归的。当然,为了正确使用它,至少需要一种支持高阶函数和闭包的语言,以简洁的方式获得所有标准的组合子和迭代器。当然,在c++中,复杂的递归解决方案可能看起来有点丑,除非你是fc++的铁杆用户。
这取决于语言。在Java中,你应该使用循环。函数式语言优化递归。