c语言中对递归的理解(斐波那契+阶乘+汉诺塔+全排列)

递归的一个小解释

递归是c语言中常用的编程技巧:即程序自身的调用,自己编写一个函数,在这个函数里边自己调用自己。递归可以做到的事情用循环也可以做到,它就相当于一个死循环。

使用递归时的注意点:1.有反复的执行过程(调用自身)    2.有跳出反复过程的条件(出口)

递归的优缺点

优点:为某些编程问题提供最简单的解决方案

缺点:快速消耗内存资源,并且不方便阅读与维护

比如在这我们举一个比较极端的例子:

创建一个函数,接收正整数n,返回相应的斐波那契数值。

思路:递归提供一个简单的定义。如果把函数命名为Fibonacci(),那么如果n是1或2,函数返回值为1;对于其他值,则返回Fibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2);

斐波那契数列

又称黄金分割数列 指:1、1、2、3、5、8、13、21    从第三项开始,每一项等于前两项和

还有一个有趣的兔子问题,作为辅助理解


兔子出生两个月有繁殖能力,一对兔子每个月能生一对兔子,如果所有兔子不死,那么一年后可以繁殖多少?


以此类推



unsigned long Fibonacci(unsigned n)

{    

    if(n>2)    return     Fibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2);//双递归 函数每一级递归都要调用自身两次

    else         return 1;

}

由于递归每一级创建的变量都是上一级的两倍,所以变量个数成倍增长!

下边贴几个很简单的代码例子解释一下

1.阶乘

/*******
计算5的阶乘
*******/ 
#include<stdio.h>
int factorial(int num )
{
	if(num==1)	//退出条件
		return 1;
	else
	{
		num = num*factorial(num-1);	//调用自身 
		return num;	
	} 
}
int main()
{
	int result = factorial(5);
	printf("%d" , result);
	return 0;
}
2.汉诺塔问题

void han(int n , int p1 , int p2 , int p3)
{
	if(1==n)
		cout<<"盘子"<<p1<<"移到"<<p3<<endl;
	else
	{
		han(n-1 , p1, p3 ,p2);
		cout<<"盘子"<<p1<<"移到"<<p3<<endl;
		han(n-1 , p2 , p1 , p3);
	}	
} 
#include<stdio.h>  
   
void han(int n,char p1,char p2,char p3)  
{  
    if(n==1)  
        printf("\t%c->%c\n",p1,p3);    //当n只有1个的时候直接从p1移动到p3   
    else  
    {     
        han(n-1,p1,p3,p2);            //把p1的n-1个盘子通过p3移动到p2   
        printf("\t%c->%c\n",p1,p3);   //把p1的最后1个盘(最大的盘)移动到p3   
        han(n-1,p2,p1,p3);            //吧p2上面的n-1个盘通过p1移动到p3  
    }     
}  
   
int main()  
{  
    int n;  
    printf("请输入要移动的块数:");   
    scanf("%d",&n);  
    han(n,'p1','p2','p3');
	return 0;  
}  
3.全排列

c++里的STL全排列函数

一、概念


  从n个不同元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排列起来,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。当m=n时所有的排列情况叫全排列。如果这组数有n个,那么全排列数为n!个。


  比如a,b,c的全排列一共有3!= 6 种 分别是{a, b, c}、{a, c, b}、{b, a, c}、{b, c, a}、{c, a, b}、{c, b, a}。


二、常用操作


  1.头文件


        #include <algorithm>
  2.使用方法


  这里先说两个概念:“下一个排列组合”和“上一个排列组合”,对序列 {a, b, c},每一个元素都比后面的小,按照字典序列,固定a之后,a比bc都小,c比b大,它的下一个序列即为{a, c, b},而{a, c, b}的上一个序列即为{a, b, c},同理可以推出所有的六个序列为:{a, b, c}、{a, c, b}、{b, a, c}、{b, c, a}、{c, a, b}、{c, b, a},其中{a, b, c}没有上一个元素,{c, b, a}没有下一个元素。


    1)next_permutation:求下一个排列组合 


    a.函数模板:next_permutation(arr, arr+size);
    b.参数说明:
  arr: 数组名
  size:数组元素个数
    c.函数功能: 返回值为bool类型,当当前序列不存在下一个排列时,函数返回false,否则返回true,排列好的数在数组中存储


    d.注意:在使用前需要对欲排列数组按升序排序,否则只能找出该序列之后的全排列数。
    比如,如果数组num初始化为2,3,1,那么输出就变为了:{2 3 1} {3 1 2} {3 2 1}


    2)prev_permutation:求上一个排列组合


    a.函数模板:prev_permutation(arr, arr+size);
    b.参数说明:
  arr: 数组名
  size:数组元素个数
    c.函数功能: 返回值为bool类型,当当前序列不存在上一个排列时,函数返回false,否则返回true
    d.注意:在使用前需要对欲排列数组按降序排序,否则只能找出该序列之后的全排列数。


#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main ()
{
    int arr[] = {3,2,1};
    cout<<"用prev_permutation对3 2 1的全排列"<<endl;
    do
    {
        cout << arr[0] << ' ' << arr[1] << ' ' << arr[2]<<'\n';
    }
    while ( prev_permutation(arr,arr+3) );      ///获取上一个较大字典序排列,如果3改为2,只对前两个数全排列

    int arr1[] = {1,2,3};
    cout<<"用next_permutation对1 2 3的全排列"<<endl;
    do
    {
        cout << arr1[0] << ' ' << arr1[1] << ' ' << arr1[2] <<'\n';
    }
    while ( next_permutation(arr1,arr1+3) );      ///获取下一个较大字典序排列,如果3改为2,只对前两个数全排列
    ///注意数组顺序,必要时要对数组先进行排序

    return 0;
}

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