二. 递归原理与构造技巧

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递归:

即自己调用自己。将规模较大的问题,化为与之结构相同的规模更小的问题。

尾递归技术:解决了栈溢出及内存不够用的问题

递归的每一次调用都是一个压栈的过程(保持当前函数的参数)

递归的要求:

    ①找相似性(设置相似性)

    ②设置出口

1. 串的翻转

【问题描述】
【源代码】
【JAVA:于航】

public class A
{
    static String f(String s){
        if(s.length()<=1) return s;
        return f(s.substring(1)) + s.charAt(0);
    }
   
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(f("abcde"));
    }

}

2. 循环改递归

【问题描述】从0到10,不用while和for
【源代码】

【JAVA:于航】

public class A
{
    static void f(int a, int b){
        for(int i=a; i<=b; i++){
            System.out.println(i);
        }
    }
   
    static void g(int a, int b){//使用递归的方法
        if(a<b) g(a,b-1);
        System.out.println(b);
    }
   
    public static void main(String[] args){
        //f(1,10); 
        g(1,10);
    }

}

3. 出栈次序

将实际问题——》数学模型化

【问题描述】
X星球特别讲究秩序,所有道路都是单行线。
一个甲壳虫车队,共16辆车,按照编号先后发车,夹在其它车流中,缓缓前行。
路边有个死胡同,只能容一辆车通过,是临时的检查站,如图所示。

X星球太死板,要求每辆路过的车必须进入检查站,也可能不检查就放行,也可能仔细检查。
如果车辆进入检查站和离开的次序可以任意交错。那么,该车队再次上路后,可能的次序有多少种?
为了方便起见,假设检查站可容纳任意数量的汽车。
显然,如果车队只有1辆车,可能次序1种;2辆车可能次序2种;3辆车可能次序5种。
【源代码】
【JAVA:于航】
/*
  如果进栈次序为:1 2 3 4 5 。。。
  出栈次序有多少种情况?
 
*/

public class A
{
    // n 个等着进栈,栈中有m个
    static int f(int n, int m)
    {
        if(n==0) return 1;
        if(m==0) return f(n-1,1);
        return f(n,m-1) + f(n-1, m+1);
    }
   
    static int f(int n)
    {
        return f(n, 0);
    }
   
    public static void main(String[] args)
    {
        for(int i=1; i<17; i++){
            System.out.println(i + ": " + f(i));
        }
    }
}

4. 第39级台阶

间接递归:A调B,B又调A

【问题描述】
小明刚刚看完电影《第39级台阶》。离开电影院的时候,他数了数礼堂前的台阶数,恰好是39级!
站在台阶前,他突然又想着一个问题:
如果我每一步只能迈上1个或2个台阶。先迈左脚,然后左右交替,最后一步是迈右脚,也就是说一共要走偶数步。那么,上完39级台阶,有多少种不同的上法呢?
请你利用计算机的优势,帮助小明寻找答案。
【源代码】

【JAVA:于航】

public class A
{
    // 奇数步
    static long g(int n)
    {
        if(n==0) return 0;
        if(n==1) return 1;
        //if(n==2) return 1;
       
        return f(n-1) + f(n-2);
    }
   
    // 偶数步
    static long f(int n)
    {
        if(n==0) return 1;
        if(n==1) return 0;
        //if(n==2) return 1;
       
        return g(n-1) + g(n-2);
    }
   
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(f(5));
        System.out.println(f(39));
    }

}



5. 算式填符号

【问题描述】
匪警请拨110,即使手机欠费也可拨通!
为了保障社会秩序,保护人民群众生命财产安全,警察叔叔需要与罪犯斗智斗勇,因而需要经常性地进行体力训练和智力训练!
某批警察叔叔正在进行智力训练:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 = 110
请看上边的算式,为了使等式成立,需要在数字间填入加号或者减号(可以不填,但不能填入其它符号)。之间没有填入符号的数字组合成一个数,例如:12+34+56+7-8+9 就是一种合格的填法;123+4+5+67-89 是另一个可能的答案。
请你利用计算机的优势,帮助警察叔叔快速找到所有答案。
每个答案占一行。形如:
12+34+56+7-8+9
123+4+5+67-89
……
【源代码】

【JAVA:于航】

public class SuanShi
{
    //a: 参加计算的元素
    //k: 目前考虑的元素下标
    //so: 合成好的结果串
    //goal: 计算目标
    static void f(int[] a, int k, String so, int goal){
        if(k==0){
            if(a[0] == goal){
                System.out.println(a[0]+so);
            }
            return;
        }
       
        f(a,k-1,"+"+a[k]+so, goal-a[k]);//即最后一个元素9开始考虑

        f(a,k-1,"-"+a[k]+so, goal+a[k]);

        int old = a[k-1];
        a[k-1] = Integer.parseInt( "" + a[k-1] + a[k]);//什么符号都不加,后两位数合成一个数,拼成串,再转为Integer
        f(a,k-1, so,goal);//此处不变,因为没有符号变化
        a[k-1] = old;//一定要回溯:若归并后,发生错误,无法继续运行,就必须要回溯(恢复)
    }
   
    public static void main(String[] args){
        int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};     
        f(a,8,"",110);
    }

}

6. 找钱问题

【问题描述】
公园票价为5角。假设每位游客只持有两种币值的货币:5角、1元。
再假设持有5角的有m人,持有1元的有n人。
由于特殊情况,开始的时候,售票员没有零钱可找。
我们想知道这m+n名游客以什么样的顺序购票则可以顺利完成购票过程。
显然,m < n的时候,无论如何都不能完成;
m>=n的时候,有些情况也不行。比如,第一个购票的乘客就持有1元。
请计算出这m+n名游客所有可能顺利完成购票的不同情况的组合数目。
注意:只关心5角和1元交替出现的次序的不同排列,持有同样币值的两名游客交换位置并不算做一种新的情况来计数。
【源代码】
【JAVA:于航】
//考虑最后一个人
public class ZhaoQian1
{
    //m: 持有5角的
    //n: 持有1元的
    static int f(int m, int n){
        if(m<n) return 0;//当m<n时,无解
        if(m==1) return 1;//则持有5角的人只能排到队头
        if(n==0) return 1;//即5 5 5 5 5 5。。。的情况
           

        return f(m-1,n) + f(m,n-1);

        //f(m-1,n)即:最后一个人持五角,则其余还有m-1个人持有五角

        //f(m,n-1)即:最后一个人持有一元,则其余还有n-1个人持有一元

    }
   
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(f(2,2));
        System.out.println(f(3,2));
        System.out.println(f(5,3));
    }
}


//考虑第一个人
public class ZhaoQian2
{
    //m: 持有5角的
    //n: 持有1元的
    //t: 售票员手里有多少个5角的
    static int f(int m, int n, int t){

        if(m+t<n) return 0; 

        if(m==0) return 1;

        if(n==0) return 1; 

        //相似性的设置:

        int r = f(m-1,n,t+1);//假设第一个人手里是五角的,则售票员手中的五角多了一个

        if(t>0) r += f(m,n-1,t-1);//假设第一个人手里是一元的,此时有解,售票员手中的五角少了一个

        return r;
    }
   
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(f(2,2,0));
        System.out.println(f(3,2,0));
        System.out.println(f(5,3,0));
    }
}

7. 振兴中华

【问题描述】
小明参加了学校的趣味运动会,其中的一个项目是:跳格子。
地上画着一些格子,每个格子里写一个字,如下所示:(也可参见下图)
从我做起振
我做起振兴
做起振兴中
起振兴中华

比赛时,先站在左上角的写着“从”字的格子里,可以横向或纵向跳到相邻的格子里,但不能跳到对角的格子或其它位置。一直要跳到“华”字结束。
要求跳过的路线刚好构成“从我做起振兴中华”这句话。
请你帮助小明算一算他一共有多少种可能的跳跃路线呢?
【源代码】

【JAVA:于航】

public class A
{
    static int f(int m, int n)//从某个坐标位置一直走,一共多少走法?
    {
        if(m==1 || n==1) return 1;//出口:最下或最右时
       
        return f(m-1,n) + f(m,n-1);//即往右走+往下走
    }
   
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(f(5,4));
        //System.out.println(f(3,2));
    }


}

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