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
例1 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
例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(1.618的n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:
1 需递归调用工作栈支持(无法避免)
2 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。
原文地址:http://blog.csdn.net/yannanying/article/details/44017135