《算法图解》——第三章 递归

                                 第三章    递归

1    递归

大佬说:“如果使用循环,程序的性能可能更高;如果使用递归,程序可能更容易理解。如何选择要看什么对你来说更重要。”


2    基线条件和递归条件

每个递归函数都有两部分:基线条件(base case)和递归条件(recursive case)。递归条件指的是函数调用自己,而基线条件则指的是函数不再调用自己,从而避免形成无限循环。

def countdown(i):            #无限循环
    print(i)
    countdown(i-1)

def countdown(i):           
    print(i)    
    if i <= 0:                   #基线条件
        return
    else:                        #递归条件
        countdown(i-1)


3    栈

之前讨论数组和链表时,有一个待办事项清单。你可将待办事项添加到该清单的任何地方,还可删除任何一个待办事项。一叠便条要简单得多:插入的待办事项放在清单的最前面;读取待办事项时,你只读取最上面的那个,并将其删除。因此这个待办事项清单只有两种操作:压入(插入)和弹出(删除并读取)。


⭐⭐3.1    调用栈(这一块把栈弄的明明白白)

def greet2(name):
    print("how are you, " + name + "?")
def bye():
    print("ok bye!")

def greet(name):
    print("hello, " + name + "!")
    greet2(name)
    print("getting ready to say bye...")
    bye()
greet('maggie')

过程如下:调用函数greet('maggie'),计算机将首先为该函数调用分配一块内存。(不考虑print函数)

然后变量name被设置为maggie,存储到内存中。


每当你调用函数时,计算机都像这样将函数调用涉及的所有变量的值存储到内存中。接下来,你打印 hello, maggie! ,再调用 greet2("maggie") 。同样,计算机也为这个函数调用分配一块内存。


PS:⭐这里原来是这样的 不是共用一个name

计算机使用一个栈来表示这些内存块,其中第二个内存块位于第一个内存块上面。你打印how are you, maggie? ,然后从函数调用返回。此时,栈顶的内存块被弹出。


现在,栈顶的内存块是函数 greet 的,这意味着你返回到了函数 greet 。当你调用函数 greet2时,函数 greet 只执行了一部分。这是本节的一个重要概念:调用另一个函数时,当前函数暂停并处于未完成状态。该函数的所有变量的值都还在内存中。执行完函数 greet2 后,你回到函数greet ,并从离开的地方开始接着往下执行:首先打印 getting ready to say bye… ,再调用函数 bye 。


在栈顶添加了函数 bye 的内存块。然后,你打印 ok bye! ,并从这个函数返回。


现在你又回到了函数 greet 。由于没有别的事情要做,你就从函数 greet 返回。这个栈用于存储多个函数的变量,被称为调用栈。


练习

3.1 根据下面的调用栈,你可获得哪些信息?


①调用函数greet,name被设置为‘maggie’

②函数greet中调用greet2,同样name被设置为‘maggie’

③此时greet函数暂停并处于未完成状态

④当前调用函数greet2,完成后,greet2结束,从栈顶弹走。

⑤接着执行greet函数


3.2    递归调用栈

def fact(x):
    if x == 1:
        return 1
    else:
        return x * fact(x-1)
a = fact(3)
print(a)


递归过程如下:



⭐注意,每个 fact 调用都有自己的 x 变量。在一个函数调用中不能访问另一个的 x 变量。

栈会储存详尽的信息但占用大量的内存。有两种方法改善:

①重写代码用while循环

②使用尾递归。(这本书没说,⭐⭐这本结束找下尾递归)


练习

3.2 假设你编写了一个递归函数,但不小心导致它没完没了地运行。正如你看到的,对于每次函数调用,计算机都将为其在栈中分配内存。递归函数没完没了地运行时,将给栈带来什么影响?

栈无休止的扩大,栈空间有限,最终会因为栈溢出而终止,pycharm中有递归次数限制。


3.4 小结
递归指的是调用自己的函数。
每个递归函数都有两个条件:基线条件和递归条件。
栈有两种操作:压入和弹出。
所有函数调用都进入调用栈。
调用栈可能很长,这将占用大量的内存。



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