打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
Javascript函数之深入浅出递归思想,附案例与代码

递归函数的理解

1、生活中的递归

“递归”在生活中的一个典例就是“问路”。如图小哥哥进入电影院后找不到自己的座位,问身边的小姐姐“这是第几排”,小姐姐也不清楚便依次向前询问,问至第一排的观众后依次向后反馈结果,“我是第一排”,“我是第二排”,···,最终确定自己座位所在排数。

在这个过程中充分反应了“传递”(询问)和“回归”(反馈)的思想,故将这种现象称为“递归”。

2、编程中的递归

计算机有两个特点:“很笨”又“很快”。所以将“复杂问题”转化为“多步骤的简单问题”后,计算机才能高效执行。

而递归是编程算法的一种,通过调用自身,将一些复杂的问题简单化,便于得出解决方案。

下面通过简单的案例了解编程中的递归案例:计算1+2+3+4+5+6的和。

function fn(n){ if(n === 1){ return 1; } return n + fn(n - 1);}fn(6);

计算过程:

f(6) = 6 + f(5)

f(6) = 6 + 5 + f(4)

f(6) = 6 + 5 + 4 + f(3)

f(6) = 6 + 5 + 4 + 3 + f(2)

f(6) = 6 + 5 + 4 + 3 + 2 + f(1)

f(6) = 6 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1

由上可知递归函数的本质

  • 调用自身

递归函数的实现有两个要素:

  1. 终止条件

  2. 逐步靠近终止条件

案例中的终止条件是:当 n === 1 时,fn(1) === 1。若没有终止条件,函数会继续计算f(0) 、f(-1) 、f(-2) ··· 从而进入死循环,无法得出结果。

通过计算过程可以看出,函数依次计算f(6)、f(5)、f(4)、f(3)、 f(2)、f(1),很好的满足了第二个要素 逐步靠近终止条件。

递归函数的使用

通过以上讲解,想必已经了解递归函数的原理,

那么递归函数是如何写出来的呢?

如何利用递归函数解决实际问题呢?

  • 实例探索递归函数的书写“套路”

例题计算n的阶乘

步骤 1找到终止条件,写给 if

数学知识 :n! = n * (n - 1) * (n - 2) * (n -3) * ··· * 3 * 2 * 1

显然 终止条件 是 n === 1;时,return 1;

故可以完成函数的 前半部分:

function fn(n){ if(n === 1){ return 1; } // 未完待续}

步骤2:找到函数的等价关系式,写给 return

数学知识 :n! = n * (n - 1)!

通过数学知识 n! = n * (n - 1)!和递归函数的本质(调用自身),

可以得出函数的等价关系式为 f(n) = n * f(n - 1);

从而可以完成函数的后半部分:

function fn(n){ if(n === 1){ return 1; } return n * fn(n - 1);}

至此简单的递归函数便写出来了,递归函数最大的特点便是代码简洁(简洁到让人心虚)。

总结,递归函数的书写“套路”

1.找到终止条件,写给 if

2.找到函数的等价关系式,写给 return

递归函数的问题

想必你会说,上面的两个例题用 循环 就能轻松写出来,为何还需要使用递归呢?

其实能用 递归 解决的问题,用 循环 也能解决!而且 递归 比 循环 的运算速度要慢,因为 递归 需要逐层调用函数,占据系统内存,当 递归 层级较深时,对性能消耗较大,往往不推荐使用。

问:那递归存在的意义是什么?

递归 是为了将复杂问题简单化,提供解题思路,进而得到 “循环算法”

对于简单问题,一眼便能看出“循环算法”,但对于抽象问题,通常可以先采取 递归 思想,如:

例题:某人需要走上10级台阶,有两种走法,走法A:一步1个台阶;走法B:一步2个台阶。两种走法可以任意交替使用,问走上10级台阶共有多少种方法?

这个问题很难直接看出循环的解题思路,我们不妨从 递归 的角度尝试解决:

当走上第10级台阶只差最后一步时,存在有两种可能:

第1种:从 第8级 —> 第10级(一步2个台阶)

第2种:从 第9级 —> 第10级(一步1个台阶)

假设:从 第0级 —> 第8级,有 x种走法;

1,1,1,1,1,1,2,2

1,1,1,1,1,2,1,2

1,2,1,1,1,2,2

1,2,1,2,2,2

·······

// 穷举不尽,共 x 种,每种走法的最后一步都是 2(个台阶)

假设:从 第0级 —> 第9级,有 y种走法;

1,1,1,1,1,1,1,2,1

1,1,2,1,1,2,1,1

1,2,1,2,2,1,1

1,2,2,2,2,1

·······

// 穷举不尽,共 y 种,每种走法的最后一步都是 1(个台阶)

那么,从 第0级 —> 第10级,共有 x + y种走法。

故,10级台阶走法 = 9级台阶走法 + 8级台阶走法,即 f(10) = f(9) + f(8);

所以我们需要的函数关系式是 f(n) = f(n - 1) + f(n - 2);

接下来找 终止条件:

1级台阶时,走法只有1种(1步1台阶),是 n === 1;时,return 1;

2级台阶时,走法只有2种(2次1步1台阶 或 1步2台阶),是 n === 2;时,return 2;

由此可以写出递归函数

function fn(n){ if(n === 1 || n === 2){ return n; } return fun(n - 1) + fun(n - 2);}

下图展示了函数的执行过程

可见,在函数执行过程中重复调用了多次相同的函数(相同背景色),从而极大消耗了系统的性能。经过测试这个 递归函数 最多可计算至 f(45);左右的结果(测试需谨慎),这便是 递归函数 存在的主要问题。

那么如何优化这个问题呢?

即,将 递归算法改为循环算法。

通过前面的推导我们知道 f(n) = f(n - 1) + f(n - 2);

1级台阶 ==> 走法:1

2级台阶 ==> 走法:2

3级台阶 ==> 走法:1 + 2 = 3

4级台阶 ==> 走法:2 + 3 = 5

5级台阶 ==> 走法:3 + 5 = 8

6级台阶 ==> 走法:5 + 8 = 13

7级台阶 ==> 走法:8 + 13 = 21

······

即,只要知道前两项(1级台阶和2级台阶)的结果,就可以自底向上依次推算出后面所有项的结果。

于是便可以写出 循环函数

function fn(n){ if(n === 1 || n === 2){ return n; } var left = 1; // 左边的数据 var right = 2; // 右边的数据 var sum = 0; for(var i = 3 ; i <= n ; i++){ // 循环从第3项开始 sum = left + right; // 计算前一次左右数据的和 left = right; // 把前一次的right赋值给下一次的left right = sum; // 把前一次的和赋值给下一次的right } return sum;}

以上便是通过递归思想将抽象问题逐步简单化,从而得出循环算法的过程。

循环算法 解决了 递归 消耗系统性能的问题,可以计算任意数值。

(当数值太大超出JavaScript数值范围时,返回 Infinity

总结

1、递归结构简单,易理解,常用于将抽象问题简单化。

2、递归要有终止条件,否则会变成死递归;

3、递归算法运行效率低、性能消耗大,递归深度较大时慎用(等不到结果);

4、能用递归解决的问题大多都能用循环解决。

【end】

原力计划

《原力计划【第二季】- 学习力挑战》正式开始!即日起至 3月21日,千万流量支持原创作者!更有专属【勋章】等你来挑战

  • 赔偿谷歌1.8亿美元!前Uber自动驾驶主管被告到破产

  • “一网打尽”Deepfake等换脸图像,微软提出升级版鉴别技术Face X-Ray

  • 小米回应'暴力裁员';报告称安卓手机贬值速度是 iPhone 两倍;Ant Design 4.0.1 发布

  • 时间复杂度的表示、分析、计算方法……一文带你看懂时间复杂度!

  • 闪电网络的 5 个优点和4 个缺点、本质、来源与工作原理……一文带你读懂闪电网络!

  • 国内外大厂集结,远程办公大考成绩单发布!

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
递归与迭代的区别
推算法[顺推和逆推的算法]
●将一个递归算法改为对应的非递归算法时,通常需要使用 (44) 。(44) A.优先队列 B.队列 C.循环队列
基于计算思维的高中信息技术课程有效教学策略探究 参考论文
十、Python函数递归(带实例演示)
递归的使用
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服