我在学校里很难理解递归。每当教授谈到它的时候,我似乎都懂了,但当我自己尝试的时候,它完全震撼了我的大脑。
我整晚都在尝试着解决《Towers of Hanoi》这款游戏,结果完全出乎我的意料。我的课本只有大约30页关于递归的内容,所以它不是很有用。有人知道哪些书籍或资源可以帮助澄清这个话题吗?
我在学校里很难理解递归。每当教授谈到它的时候,我似乎都懂了,但当我自己尝试的时候,它完全震撼了我的大脑。
我整晚都在尝试着解决《Towers of Hanoi》这款游戏,结果完全出乎我的意料。我的课本只有大约30页关于递归的内容,所以它不是很有用。有人知道哪些书籍或资源可以帮助澄清这个话题吗?
当前回答
实际上,使用递归是为了降低手头问题的复杂性。你应用递归,直到你达到一个简单的基本情况,可以很容易地解决。这样就可以解决最后一个递归步骤。用这些递归步骤就可以解决最初的问题。
其他回答
要理解递归,你只需要看看洗发水瓶上的标签:
function repeat()
{
rinse();
lather();
repeat();
}
这样做的问题是没有终止条件,递归将无限重复,或者直到洗发水或热水用完为止(外部终止条件,类似于吹你的堆栈)。
我认为这个非常简单的方法可以帮助你理解递归。该方法将调用自身,直到某个条件为真,然后返回:
function writeNumbers( aNumber ){
write(aNumber);
if( aNumber > 0 ){
writeNumbers( aNumber - 1 );
}
else{
return;
}
}
这个函数将输出从你输入的第一个数字到0的所有数字。因此:
writeNumbers( 10 );
//This wil write: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
//and then stop because aNumber is no longer larger then 0
基本上发生的情况是writeNumbers(10)将写入10,然后调用writeNumbers(9),后者将写入9,然后调用writeNumber(8)等。直到writeNumbers(1)写入1,然后调用writeNumbers(0),这将写入0 butt将不会调用writeNumbers(-1);
这段代码本质上与以下代码相同:
for(i=10; i>0; i--){
write(i);
}
你可能会问为什么要用递归,如果for循环本质上是一样的。当你需要嵌套for循环但不知道它们嵌套的深度时,你通常会使用递归。例如,当从嵌套数组中打印项目时:
var nestedArray = Array('Im a string',
Array('Im a string nested in an array', 'me too!'),
'Im a string again',
Array('More nesting!',
Array('nested even more!')
),
'Im the last string');
function printArrayItems( stringOrArray ){
if(typeof stringOrArray === 'Array'){
for(i=0; i<stringOrArray.length; i++){
printArrayItems( stringOrArray[i] );
}
}
else{
write( stringOrArray );
}
}
printArrayItems( stringOrArray );
//this will write:
//'Im a string' 'Im a string nested in an array' 'me too' 'Im a string again'
//'More nesting' 'Nested even more' 'Im the last string'
这个函数可以接受一个可以嵌套到100层的数组,而你写一个for循环就需要你嵌套它100次:
for(i=0; i<nestedArray.length; i++){
if(typeof nestedArray[i] == 'Array'){
for(a=0; i<nestedArray[i].length; a++){
if(typeof nestedArray[i][a] == 'Array'){
for(b=0; b<nestedArray[i][a].length; b++){
//This would be enough for the nestedAaray we have now, but you would have
//to nest the for loops even more if you would nest the array another level
write( nestedArray[i][a][b] );
}//end for b
}//endif typeod nestedArray[i][a] == 'Array'
else{ write( nestedArray[i][a] ); }
}//end for a
}//endif typeod nestedArray[i] == 'Array'
else{ write( nestedArray[i] ); }
}//end for i
如你所见,递归方法要好得多。
Common Lisp中的简单递归示例:
MYMAP对列表中的每个元素应用一个函数。
1)空列表没有元素,所以我们返回空列表-()和NIL都是空列表。
2)将函数应用到第一个列表,对列表的其余部分调用MYMAP(递归调用),并将两个结果合并到一个新列表中。
(DEFUN MYMAP (FUNCTION LIST)
(IF (NULL LIST)
()
(CONS (FUNCALL FUNCTION (FIRST LIST))
(MYMAP FUNCTION (REST LIST)))))
让我们观察跟踪执行。在输入函数时,输出参数。在退出函数时,输出结果。对于每个递归调用,输出将按级别缩进。
这个例子对列表(1 2 3 4)中的每个数字调用SIN函数。
Command: (mymap 'sin '(1 2 3 4))
1 Enter MYMAP SIN (1 2 3 4)
| 2 Enter MYMAP SIN (2 3 4)
| 3 Enter MYMAP SIN (3 4)
| | 4 Enter MYMAP SIN (4)
| | 5 Enter MYMAP SIN NIL
| | 5 Exit MYMAP NIL
| | 4 Exit MYMAP (-0.75680256)
| 3 Exit MYMAP (0.14112002 -0.75680256)
| 2 Exit MYMAP (0.9092975 0.14112002 -0.75680256)
1 Exit MYMAP (0.841471 0.9092975 0.14112002 -0.75680256)
这是我们的结果:
(0.841471 0.9092975 0.14112002 -0.75680256)
递归函数就像弹簧,每次调用都要压缩一点。在每一步中,您将一些信息(当前上下文)放在堆栈上。当到达最后一步时,释放弹簧,立即收集所有值(上下文)!
不确定这个比喻是否有效…: -)
无论如何,除了经典的例子(阶乘是最糟糕的例子,因为它效率低,很容易被平化,Fibonacci, Hanoi…),这些都有点人为(我很少,如果有的话,在实际编程案例中使用它们),看看它真正被使用的地方是有趣的。
A very common case is to walk a tree (or a graph, but trees are more common, in general). For example, a folder hierarchy: to list the files, you iterate on them. If you find a sub-directory, the function listing the files call itself with the new folder as argument. When coming back from listing this new folder (and its sub-folders!), it resumes its context, to the next file (or folder). Another concrete case is when drawing a hierarchy of GUI components: it is common to have containers, like panes, to hold components which can be panes too, or compound components, etc. The painting routine calls recursively the paint function of each component, which calls the paint function of all the components it holds, etc.
不确定我是否很清楚,但我喜欢展示现实世界中教材的使用,因为这是我过去偶然发现的东西。
递归函数只是一个函数,它可以根据需要多次调用自己。如果您需要多次处理某件事,但不确定实际需要多少次,那么它就很有用。在某种程度上,你可以把递归函数看作是一种循环。然而,就像循环一样,您需要指定中断流程的条件,否则它将变得无限。