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递归

递归,简讲就是自己调用自己,自己包含自己。

用程序表述就是:void f(int n){f(n – 1);}不要在意这是死循环代码,只需知道这个函数中,又调用了函数自身,属于自己调用自己。

递归(英語:Recursion),又译为递回,在数学与计算机科学中,是指在函数的定义中使用函数自身的方法。递归一词还较常用于描述以自相似方法重复事物的过程。例如,当两面镜子相互之间近似平行时,镜中嵌套的图像是以无限递归的形式出现的。也可以理解为自我复制的过程。

在数学和计算机科学中,递归指由一种(或多种)简单的基本情况定义的一类对象或方法,并规定其他所有情况都能被还原为其基本情况。

例如,下列为某人祖先的递归定义:

  • 某人的双亲是他的祖先(基本情况)。
  • 某人祖先的双亲同样是某人的祖先(递归步骤)。

斐波那契数列是典型的递归案例:

  • F 0 = 0 {\displaystyle F_{0}=0} (初始值)
  • F 1 = 1 {\displaystyle F_{1}=1} (初始值)
  • 对所有大於1的整数n: F n = F n 1 + F n 2 {\displaystyle F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2}} (递归定义)

尽管有许多数学函数均可以递归表示,但在实际应用中,递归定义的高开销往往会让人望而却步。例如:

  • 0 ! = 1 {\displaystyle 0!=1} (初始值)
  • 对所有大於0的整数n: n ! = n × ( n 1 ) ! {\displaystyle n!=n\times (n-1)!} (递归定义)

一种便于理解的心理模型,是认为递归定义对对象的定义是按照“先前定义的”同类对象来定义的。例如:你怎样才能移动100个箱子?答案:你首先移动一个箱子,并记下它移动到的位置,然后再去解决较小的问题:你怎样才能移动99个箱子?最终,你的问题将变为怎样移动一个箱子,而这时你已经知道该怎么做的。

如此的定义在数学中十分常见。例如,集合论对自然数的正式定义是:1是一个自然数,每个自然数都有一个后继,这一个后继也是自然数。

以下是另一个可能更有利于理解递归过程的解释:

  1. 我们已经完成了吗?如果完成了,返回结果。如果没有这样的终止条件,递归将会永远地继续下去。
  2. 如果没有,则简化问题,解决较容易的问题,并将结果组装成原始问题的解决办法。然后返回该解决办法。

这样就有一种更有趣的描述:“为了理解递归,则必须首先理解递归。”或者更准确地,按照安德鲁·普洛特金的解释:“如果你已经知道了什么是递归,只需记住答案。否则,找一个比你更接近侯世达的人;然后让他/她来告诉你什么是递归。”

数学中常见的以递归形式定义的案例参见函数、集合以及分形等。

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