《数据结构与算法之美》读书笔记4(递归)

server/2024/9/24 8:15:56/

递归是一种应用非常广泛的算法。之后要讲的很多数据结构和算法的编码实现都要用到递归:DFS深度优先搜索,前中后序二叉树遍历等。

推荐注册返佣金这个功能,用户A推荐用户B来注册,用户B推荐用户C来注册。可以说用户B的“最终推荐人”为用户A,而用户B的“最终推荐人”为A,用户A没有“最终推荐人”。所以给定一个用户ID,然后查询这个用户的“最终推荐人”?这时就要用到递归。

去电影院看电影,不知道坐在第几排,太黑了没法数,这是你可以问前面一排的人他是第几排,你想在他的数字上+1,就知道自己是第几排了,但是前面的人也看不清,所以他也问他前面的人,就这样一排一排的问。知道你签名的人告诉你他是第几排,你就知道答案了。

这是一个非常标准的递归求解问题的分析过程,去的过程叫“递”,回来的过程叫“归”。基本上,所有的递归问题都可以用递推公式来表示。

f(n)=f(n-1)+1

其中f(1)=1

f(n)想知道自己是哪一排,那f(n)表示前面一排所在的排数,f(1)=1表示第一排的人知道自己在第一排。有了这个递推公式,就可以写成递归代码:

int f(int i){if(n==1)return 1;return f(n-1)+1;
}

递归需要满足的三个条件

如果满足这三个条件,就可以用递归来解决:

一个问题的解可以分解为几个子问题的解

子问题就是规模更小的问题,比如:你要知道“自己在哪一排”的问题,可以分解为“前面一排的人在哪一排”这样的子问题。

这个问题与分解之后的子问题,处理数据规模不同,求解思路完全一样

比如你求解“自己在哪一排”的思路,和前面一排的人求解“自己在哪一排”的思路,是一模一样的。

存在递归的终止条件

把问题分解为子问题,把子问题再分解为子问题,一层一层分解下去,不能存在无限循环,这就需要有终止条件。比如电影院第一排的人不需要再询问任何人,就知道自己是在哪一排,也就是f(1)=1,这就是递归的终止条件。

递归代码要警惕重复计算

假如这里有n个台阶,每次你可以跨1个台阶或者2个台阶,请问走这n个台阶有多少种走法?如果有7个台阶,你可以2,2,2,1这样子上去,也可以1,2,1,1,2这样子上去,总之走法有很多,那如何用编程求得总共有多少种走法呢?

可以根据第一步的走法把所有走法分为两类,第一类是第一步走了1个台阶,另一类是第一步走了2个台阶。所以n个台阶的走法就等于先走1阶后,n-1个台阶的走法 加上先走2阶后,n-2个台阶的走法。用公式表示就是:

f(n)=f(n-1)+f(n-2)

然后确定终止条件,f(1)=1和f(2)=2。转换为递归代码:

int f(int n){if(n==1)return 1;if(n==2)return 2;return f(n-1)+f(n-2);
}

直接这样写会出现重复计算的问题,把递归过程分解一下是这样的:

有些被重复计算了很多次,为了避免重复计算,可以通过数组来保存已经求解过的f(k),当递归调用到f(k)时,先看下是否已经求解过了,如果是,直接从数组中取值,不需要重复计算。


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