基于Java語(yǔ)言的遞歸運(yùn)算例題詳解
遞歸定義:一個(gè)方法在執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用自身, 就稱為 "遞歸"。
遞歸的必要條件:
1. 將原問(wèn)題劃分成其子問(wèn)題,注意:子問(wèn)題必須要與原問(wèn)題的解法相同。
2. 遞歸出口。
一、實(shí)例演示:遞歸求N的階乘
public class fac { public static int factorial(int x){ if(x<2){ return 1; } else{ return x * factorial(x-1);//遞歸調(diào)用本身 } } public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); System.out.println(factorial(n)); } }
遞歸過(guò)程分析:
本題假設(shè)我們想求解5的階乘,我們可以看到我們從main函數(shù)里面輸入一個(gè)數(shù)N,這里我們輸入5,隨即在我們的功能函數(shù)factorial接收到參數(shù)5,接著因?yàn)閕f里面的條件是x<2,不滿足,所以執(zhí)行我們的else里面的語(yǔ)句,我們發(fā)現(xiàn)是return x * factorial(x-1);我們輸入的是5,所以即 return 5 *factorial(4);同理我們調(diào)用了本身這個(gè)factorial函數(shù),傳進(jìn)去的參數(shù)是4,接著繼續(xù)……,直到我們的參數(shù)變成1<2,那么這時(shí)遞歸的 “遞” ,結(jié)束,開(kāi)始我們的 “歸”。
執(zhí)行結(jié)果
函數(shù)開(kāi)始, n = 5
函數(shù)開(kāi)始, n = 4
函數(shù)開(kāi)始, n = 3
函數(shù)開(kāi)始, n = 2
函數(shù)開(kāi)始, n = 1
函數(shù)結(jié)束, n = 1 ret = 1
函數(shù)結(jié)束, n = 2 ret = 2
函數(shù)結(jié)束, n = 3 ret = 6
函數(shù)結(jié)束, n = 4 ret = 24
函數(shù)結(jié)束, n = 5 ret = 120
ret = 120
運(yùn)行結(jié)果:
二、 遞歸調(diào)用練習(xí)
遞歸求1+2+3+……10的和
public class result { public static int fun(int n){ if(n==1){ return 1; } return n+fun(n-1); } public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int n = scanner.nextInt(); System.out.println(fun(n)); } }
遞歸的核心思想就是我們的遞歸體應(yīng)該如何設(shè)計(jì),本題我們想得到1+……10的和,來(lái)看我們的遞歸體如何設(shè)計(jì)的!
運(yùn)行結(jié)果:
順序打印一個(gè)數(shù)字的每一位
問(wèn)題分析:比如我們想打印1234的每一位,那么打印出來(lái)應(yīng)該就是1 2 3 4那么首先就是如何判斷我們輸入的數(shù)字是幾位數(shù),看下面的功能代碼部分,設(shè)計(jì)非常的巧妙,通過(guò)是否n>9,是->我們遞歸調(diào)用本身傳參數(shù) “n/10”,打印的結(jié)果就是 n%10 這樣肯定得到的就是我們的每一位數(shù)字!
public class print { public static void fun(int n){ if(n>9){ fun(n/10); } System.out.print(n%10+" "); } public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); fun(n); } }
運(yùn)行結(jié)果:
返回一個(gè)數(shù)組成本身的數(shù)字之和
比如我們輸入1234,輸出就是1+2+3+4=10。
函數(shù)實(shí)現(xiàn):
public class sum { public static int sumd(int num) { if (num < 10) return num; return num % 10 + sumd(num / 10); } public static void main(String[] args) { Scanner sc= new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); System.out.println(sumd(n)); } }
運(yùn)行結(jié)果:
求解漢諾塔問(wèn)題
定義:漢諾塔(Tower of Hanoi),又稱河內(nèi)塔,是一個(gè)源于印度古老傳說(shuō)的益智玩具。大梵天創(chuàng)造世界的時(shí)候做了三根金剛石柱子,在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著64片黃金圓盤(pán)。大梵天命令婆羅門(mén)把圓盤(pán)從下面開(kāi)始按大小順序重新擺放在另一根柱子上。并且規(guī)定,在小圓盤(pán)上不能放大圓盤(pán),在三根柱子之間一次只能移動(dòng)一個(gè)圓盤(pán)。
代碼實(shí)現(xiàn):
public class Hanio { public static void han(int n,char pos1,char pos2,char pos3){ if(n==1){ move(pos1,pos3); return; } han(n-1,pos1,pos3,pos2); move(pos1,pos3); han(n-1,pos2,pos1,pos3); } public static void move(char pos1,char pos2){ System.out.println(pos1+"->"+pos2); } public static void main(String[] args) { han(3,'A','B','C'); } }
代碼解讀:通過(guò)定義我們可以了解到每次只能移動(dòng)一個(gè)盤(pán)子,并且小盤(pán)子要放在大盤(pán)子上面,那么這里我們有A B C,三個(gè)圓柱,我們可以將其依次理解為:初始位置 跳板位置 目標(biāo)位置,我們看函數(shù)部分,如果只有一個(gè)盤(pán)子我們直接從A->C 只需移動(dòng)一步便可,那么>1的情況,這里我們假設(shè)要移動(dòng)三個(gè)盤(pán)子,通過(guò)畫(huà)圖我們可以發(fā)現(xiàn)首先要將2個(gè)盤(pán)子移動(dòng)到B圓柱再借助A移動(dòng)到C盤(pán),那么這里的第一次調(diào)用 han(n-1,pos1,pos3,pos2);我們便可以理解,下次遞歸將(n-1)作為盤(pán)子個(gè)數(shù),pos1就是我們的起始位置,pos3就是我們的跳板位置,pos2就是我們的目標(biāo)位置,因?yàn)槭紫任覀儗?n-1)個(gè)盤(pán)子放在了B(pos2)上,調(diào)用結(jié)束后,執(zhí)行我們的move函數(shù),輸出我們這次的移動(dòng)軌跡,下次調(diào)用就是han(n-1,pos2,pos1,pos3);同理,這個(gè)時(shí)候pos2就是我們的起始位置,pos1變成我們的跳板位置,最后pos3是我們的目標(biāo)位置。
運(yùn)行結(jié)果:(我們可以自己畫(huà)圖嘗試一下看這個(gè)結(jié)果是否正確)
求斐波那契數(shù)列第N項(xiàng)
斐波那契數(shù)列指的是這樣一個(gè)數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89...這個(gè)數(shù)列從第3項(xiàng)開(kāi)始,每一項(xiàng)都等于前兩項(xiàng)之和。
那么,談及遞歸的運(yùn)算不得不提斐波那契數(shù)列這樣的經(jīng)典問(wèn)題,下面就給大家展示一下Java語(yǔ)言的代碼實(shí)現(xiàn):
public class Fib { public static int Fibo(int n){ if(n<=2){ return 1; } else{ return Fibo(n-1)+Fibo(n-2); } } public static void main(String[] args) { Scanner sc =new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); System.out.println(Fibo(n)); } }
代碼分析:雖然這種遞歸方法很容易理解方便使用,但是我們發(fā)現(xiàn)在遞歸的過(guò)程中,如果我們要求斐波那契數(shù)列的前40項(xiàng) 50項(xiàng)的和,以40項(xiàng)為例我們首先需要求 39項(xiàng) 38項(xiàng)的結(jié)果,而要得到39項(xiàng)的和我們要求出38的項(xiàng)的結(jié)果和37項(xiàng)的結(jié)果,進(jìn)而上個(gè)38項(xiàng)的結(jié)果我們需要在求一次,這樣發(fā)現(xiàn)我們有很多次的重復(fù)計(jì)算,造成了很不必要的浪費(fèi),那么我們可以通過(guò)for循環(huán)的方式來(lái)減少代碼冗余度。
優(yōu)化代碼:
public static int fib(int n) { int last2 = 1; int last1 = 1; int sum = 0; for (int i = 3; i <= n; i++) { sum = last1 + last2; last2 = last1; last1 =sum; } return sum; }
運(yùn)行結(jié)果:
到此這篇關(guān)于基于Java語(yǔ)言的遞歸運(yùn)算例題詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java遞歸運(yùn)算內(nèi)容請(qǐng)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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