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递归与分治策略(一)---算法设计与分析

时间:2015-03-02 14:58:09      阅读:171      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:递归   递归算法   算法   递归与分治策略   

递归与分治策略(一)

简而言之,递归就是自己调用自己。

递归算法:直接或者间接地调用自身的算法。

递归函数:用函数自身给出定义的函数。

注意:每个递归函数都必须有非递归定义的初始值,以确保递归函数完成计算。

下面通过两个例子来介绍递归的特点

阶乘函数

阶乘函数递归地定义为:

n!=1   (n=0)   

或者   

n!=n(n-1)!  (n>0)

下面用一段简单的Java代码实现

这里是递归实现:

public static int facterial(int n) {
		if (n == 0)
			return 1;
		else if (n < 0)
			return -1;//发生异常,退出
		else
			return n * facterial(n - 1);
	}

下面是迭代实现:

public static int f(int n) {
		if (n == 0)
			return 1;
		else if (n < 0)
			return -1;//发生异常,退出
		else {
			for (int i = n - 1; i >= 1; i--) {
				n *= i;
			}
			return n;
		}

	}

分析比较一下两种实现方法:

递归实现:时间复杂度O(n);空间复杂度O(n)

迭代实现:时间复杂度O(n);空间复杂度O(1)

比较可知两种实现的时间复杂度等价,空间复杂度递归占用的略大一下,但是代码的结构清晰度递归更清晰一些。

下面进行第二个例子的讲解

2 Fibonacci数列

Fibonacci数列的递归定义为

F(n)=1   (n=0,1)

或者

F(n)=F(n-1)+F(n-2)    (n>1)

下面用一段简单的Java代码实现

这里是递归实现:

public static int fibonacci(int n ){
		if(n<0)
			return -1; //发生异常,退出
		else if(n<=1)
			return 1;
		else 
			return fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);
	}

下面是迭代实现:

public static int F(int n){
		if(n<0)
			return -1; //发生异常,退出
		else if(n<=1)
			return 1;
		else {
			int f0=1,f1=1,fx=0;
			for(int i=2;i<=n;i++){
				fx=f0+f1;
				f0=f1;
				f1=fx;
			}
			return fx;
		}
	}

分析比较一下两种实现方法:

递归实现:时间复杂度O(1.618n次方);空间复杂度O(n)

迭代实现:时间复杂度O(n);空间复杂度O(1)

比较可知递归实现的时间复杂度已经非常大了,空间复杂度递归占用的略大一下,但是代码的清晰度递归更清晰一些。而真正使用起来递归实现的代码是无用代码,用n=40这个数测试一下便知,递归实现的耗时太长了,有兴趣的可以测试一下。

下面归纳一下递归算法的特点:

1.简单(结构清晰,可读性强)

2.性能较低(相比较迭代而言)

性能较低的原因有以下两点:

需递归调用工作栈支持(无法避免)

有可能出现子问题重叠现象(必须尽力避免)

 

这里递归的主要知识点就讲完了,下面介绍一下文章标题的分治法。

分治法的基本思想:

(容易)分解->递归->(容易)合并

分解:讲一个大规模的问题分解为多个规模较小的子问题,需要注意的是子问题必须互相独立并且与原问题相同。

这里用一个例子进行讲解:归(合)并排序。

这里留在下一篇文章介绍,睡觉咯,今天学到了这些,和大家分享一下,感谢大家的支持。

 

 

 

递归与分治策略(一)---算法设计与分析

标签:递归   递归算法   算法   递归与分治策略   

原文地址:http://blog.csdn.net/yannanying/article/details/44017135

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