遞歸算法的執(zhí)行過程分遞推和回歸兩個階段。在遞推階段,把較復雜的問題(規(guī)模為n)的求解推到比原問題簡單一些的問題(規(guī)模小于n)的求解。例如上例中,求解fib(n),把它推到求解fib(n-1)和fib(n-2)。也就是說,為計算fib(n),必須先計算fib(n-1)和fib(n-2),而計算fib(n-1)和fib(n-2),又必須先計算fib(n-3)和fib(n-4)。依次類推,直至計算fib(1)和fib(0),分別能立即得到結果1和0。在遞推階段,必須要有終止遞歸的情況。例如在函數(shù)fib中,當n為1和0的情況。
在回歸階段,當獲得最簡單情況的解后,逐級返回,依次得到稍復雜問題的解,例如得到fib(1)和fib(0)后,返回得到fib(2)的結果,……,在得到了fib(n-1)和fib(n-2)的結果后,返回得到fib(n)的結果。
在編寫遞歸函數(shù)時要注意,函數(shù)中的局部變量和參數(shù)知識局限于當前調(diào)用層,當遞推進入“簡單問題”層時,原來層次上的參數(shù)和局部變量便被隱蔽起來。在一系列“簡單問題”層,它們各有自己的參數(shù)和局部變量。
由于遞歸引起一系列的函數(shù)調(diào)用,并且可能會有一系列的重復計算,遞歸算法的執(zhí)行效率相對較低。當某個遞歸算法能較方便地轉(zhuǎn)換成遞推算法時,通常按遞推算法編寫程序。例如上例計算斐波那契數(shù)列的第n項的函數(shù)fib(n)應采用遞推算法,即從斐波那契數(shù)列的前兩項出發(fā),逐次由前兩項計算出下一項,直至計算出要求的第n項。
【問題】 組合問題
問題描述:找出從自然數(shù)1、2、……、n中任取r個數(shù)的所有組合。例如n=5,r=3的所有組合為: (1)5、4、3 (2)5、4、2 (3)5、4、1
(4)5、3、2 (5)5、3、1 (6)5、2、1
(7)4、3、2 (8)4、3、1 (9)4、2、1
(10)3、2、1
分析所列的10個組合,可以采用這樣的遞歸 思想 來考慮求組合函數(shù)的算法。設函數(shù)為void comb(int m,int k)為找出從自然數(shù)1、2、……、m中任取k個數(shù)的所有組合。當組合的第一個數(shù)字選定時,其后的數(shù)字是從余下的m-1個數(shù)中取k-1數(shù)的組合。這就將求m個數(shù)中取k個數(shù)的組合問題轉(zhuǎn)化成求m-1個數(shù)中取k-1個數(shù)的組合問題。設函數(shù)引入工作數(shù)組a[ ]存放求出的組合的數(shù)字,約定函數(shù)將確定的k個數(shù)字組合的第一個數(shù)字放在a[k]中,當一個組合求出后,才將a[ ]中的一個組合輸出。第一個數(shù)可以是m、m-1、……、k,函數(shù)將確定組合的第一個數(shù)字放入數(shù)組后,有兩種可能的選擇,因還未去頂組合的其余元素,繼續(xù)遞歸去確定;或因已確定了組合的全部元素,輸出這個組合。細節(jié)見以下程序中的函數(shù)comb。
【程序】
# include
# define MAXN 100
int a[MAXN];
void comb(int m,int k)
{ int i,j;
for (i=m;i>=k;i--)
{ a[k]=i;
if (k>1)
comb(i-1,k-1);
else
{ for (j=a[0];j>0;j--)
printf(“M”,a[j]);
printf(“ ”);
}
}
在回歸階段,當獲得最簡單情況的解后,逐級返回,依次得到稍復雜問題的解,例如得到fib(1)和fib(0)后,返回得到fib(2)的結果,……,在得到了fib(n-1)和fib(n-2)的結果后,返回得到fib(n)的結果。
在編寫遞歸函數(shù)時要注意,函數(shù)中的局部變量和參數(shù)知識局限于當前調(diào)用層,當遞推進入“簡單問題”層時,原來層次上的參數(shù)和局部變量便被隱蔽起來。在一系列“簡單問題”層,它們各有自己的參數(shù)和局部變量。
由于遞歸引起一系列的函數(shù)調(diào)用,并且可能會有一系列的重復計算,遞歸算法的執(zhí)行效率相對較低。當某個遞歸算法能較方便地轉(zhuǎn)換成遞推算法時,通常按遞推算法編寫程序。例如上例計算斐波那契數(shù)列的第n項的函數(shù)fib(n)應采用遞推算法,即從斐波那契數(shù)列的前兩項出發(fā),逐次由前兩項計算出下一項,直至計算出要求的第n項。
【問題】 組合問題
問題描述:找出從自然數(shù)1、2、……、n中任取r個數(shù)的所有組合。例如n=5,r=3的所有組合為: (1)5、4、3 (2)5、4、2 (3)5、4、1
(4)5、3、2 (5)5、3、1 (6)5、2、1
(7)4、3、2 (8)4、3、1 (9)4、2、1
(10)3、2、1
分析所列的10個組合,可以采用這樣的遞歸 思想 來考慮求組合函數(shù)的算法。設函數(shù)為void comb(int m,int k)為找出從自然數(shù)1、2、……、m中任取k個數(shù)的所有組合。當組合的第一個數(shù)字選定時,其后的數(shù)字是從余下的m-1個數(shù)中取k-1數(shù)的組合。這就將求m個數(shù)中取k個數(shù)的組合問題轉(zhuǎn)化成求m-1個數(shù)中取k-1個數(shù)的組合問題。設函數(shù)引入工作數(shù)組a[ ]存放求出的組合的數(shù)字,約定函數(shù)將確定的k個數(shù)字組合的第一個數(shù)字放在a[k]中,當一個組合求出后,才將a[ ]中的一個組合輸出。第一個數(shù)可以是m、m-1、……、k,函數(shù)將確定組合的第一個數(shù)字放入數(shù)組后,有兩種可能的選擇,因還未去頂組合的其余元素,繼續(xù)遞歸去確定;或因已確定了組合的全部元素,輸出這個組合。細節(jié)見以下程序中的函數(shù)comb。
【程序】
# include
# define MAXN 100
int a[MAXN];
void comb(int m,int k)
{ int i,j;
for (i=m;i>=k;i--)
{ a[k]=i;
if (k>1)
comb(i-1,k-1);
else
{ for (j=a[0];j>0;j--)
printf(“M”,a[j]);
printf(“ ”);
}
}

