递归还是迭代?

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

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。

递归在某些情况下非常有用。例如，考虑查找阶乘的代码

int factorial ( int input )
{
  int x, fact = 1;
  for ( x = input; x > 1; x--)
     fact *= x;
  return fact;
}

现在用递归函数来考虑这个问题

int factorial ( int input )
{
  if (input == 0)
  {
     return 1;
  }
  return input * factorial(input - 1);
}

通过观察这两个，我们可以看到递归很容易理解。但如果不小心使用，它也会很容易出错。假设如果我们错过了if (input == 0)，那么代码将执行一段时间，并以堆栈溢出结束。

在很多情况下，它提供了比迭代方法更优雅的解决方案，常见的例子是遍历二叉树，所以它不一定更难维护。一般来说，迭代版本通常更快一些(在优化过程中可能会取代递归版本)，但递归版本更容易理解和正确实现。

递归有一个缺点，使用递归编写的算法的空间复杂度为O(n)。而迭代方法的空间复杂度为O(1)。这是使用迭代而不是递归的优点。那我们为什么要用递归呢?

见下文。

有时使用递归编写算法更容易，而使用迭代编写相同的算法略难。在这种情况下，如果您选择遵循迭代方法，您将不得不自己处理堆栈。

递归的内存开销更大，因为每次递归调用通常都需要将一个内存地址推入堆栈，以便稍后程序可以返回到那个地址。

尽管如此，在许多情况下，递归比循环更自然、更可读——比如在处理树的时候。在这些情况下，我建议坚持使用递归。

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