Python基础入门之函数三之递归函数

5.5、Python之递归函数


在函数内部,可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身,这个函数就是递归函数。

举个例子,我们来计算阶乘 n! = 1 * 2 * 3 * ... * n,用函数 fact(n)表示,可以看出:

fact(n) = n! = 1 * 2 * 3 * ... * (n-1) * n = (n-1)! * n = fact(n-1) * n

所以,fact(n)可以表示为 n * fact(n-1),只有n=1时需要特殊处理。

于是,fact(n)用递归的方式写出来就是:

def fact(n):

    if n==1:

        return 1

    return n * fact(n - 1)

上面就是一个递归函数。可以试试:

>>> fact(1)

1

>>> fact(5)

120

>>> fact(100)

93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000L

如果我们计算fact(5),可以根据函数定义看到计算过程如下:

===> fact(5)

===> 5 * fact(4)

===> 5 * (4 * fact(3))

===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))

===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))

===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))

===> 5 * (4 * (3 * 2))

===> 5 * (4 * 6)

===> 5 * 24

===> 120

递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。可以试试计算 fact(10000)。

任务

汉诺塔 (http://baike.baidu.com/view/191666.htm) 的移动也可以看做是递归函数。

我们对柱子编号为a, b, c,将所有圆盘从a移到c可以描述为:

如果a只有一个圆盘,可以直接移动到c;

如果a有N个圆盘,可以看成a有1个圆盘(底盘) + (N-1)个圆盘,首先需要把 (N-1) 个圆盘移动到 b,然后,将 a的最后一个圆盘移动到c,再将b的(N-1)个圆盘移动到c。

请编写一个函数,给定输入 n, a, b, c,打印出移动的步骤:

move(n, a, b, c)

例如,输入 move(2, 'A', 'B', 'C'),打印出:

A --> B

A --> C

B --> C


任务代码:

def move(n, a, b, c):

    if n <= 0:

        return

    if n == 1:

        print a,'-->',c#这其实是只有一个圆盘需要从A到C的情况。所有递归,最终都是走到这一步。

        return#这是结束递归,省略了None。没有这句的话,递归没办法结束。

    move(n-1,a,c,b)#将A柱的n-1个盘移到B柱,这里毫无争议。注意形参顺序变化了。

    print a,'-->',c#这句话才是第一个柱子的第n个圆盘移动到目标柱子。相当于move(1,a,b,c)

    move(n-1,b,a,c)#过渡柱子B上(n-1)个圆盘B递归移动到目标柱子C

move(4, 'A', 'B', ‘C’)


解析流程:

函数的意思是执行到return就结束了,那么

# 递归思想把目标分解成三个子目标

# 子目标1:前n-1个盘子从a移动到b上

# 子目标2:最底下盘子从a移动到c上

# 子目标3:b上的n-1个盘子移动到c上

# 每个子目标又是独立的汉诺塔游戏,即可以继续分解目标到N为1

#目标都是把柱子上的最后一个放到c上

具体内容可查看下图解析:



A --> B

A --> C

B --> C

A --> B  #n-1个盘子从1柱到2      这一部分是分解目标1柱从41的过程

C --> A

C --> B

A --> B

A --> C  #最底下盘子从1柱到3柱

B --> C

B --> A  #2柱上面的盘子从2柱到1柱       这一部分是分解目标2柱从3到1的过程

C --> A

B --> C  #2柱上的最底下盘子到3柱上

A --> B  #1柱上面的盘子从1柱到2柱        这一部分是分解目标1柱从2到1的过程

A --> C  #1柱上的最底下盘子到3柱上

B --> C  #2柱上的唯一盘子到3柱上

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转载自blog.csdn.net/hbblzjy/article/details/78931060