递归算法实例

递归算法实例
递归算法实例

递归算法实例

忘记关窗子给冷风吹醒了,额!前段时间研究PHP,关于递归有个例题“馋嘴猴子”。说有只猴子弄到了一堆桃子,它第一天吃了这堆的一半,还觉得不过瘾,出门的时候又吃了一个,第二天吃了剩下的桃子的一半再加一个,每天都这样,第十天准备吃的时候,发现桃子只剩一个了,问最初一共有多少个桃子。

问题并不复杂,但是要用倒着推的方式,第十天的桃子数量1也就是第九天剩下的数量,设第九天桃子数量为X,则有等式:X/2-1=1,解得:X=4。以此类推可以算出最初的桃子数量。

用编程的方式解决这个问题,有两种推导方式,“迭代”和“递归”。今天主要说说编程中递归,递归说白了就是函数自己调用自己,这种流程控制方法和“迭代”一样,都是用在代码执行步进中,后一步的计算结果当做前一步计算参数的时候。

“递归”的关键是出口,就是结束递归的条件,条件设置不合适,容易死循环。

来个简单的例子----阶乘,阶乘就是自然数从1乘到自己本身,比如3的阶乘,就是1x2x3=6。用VBA实现,按正常的流程做法应该是:

Function Factorial0(ByVal num As Integer)

Dim i As Long

Factorial0 = 1

For i = 1 To num

Factorial0 = Factorial0 * i

Next i

End Function

这么写也无可厚非,比较容易理解,用递归写阶乘代码是下面这样的:

Function Factorial(ByVal num As Integer)

If num = 1 Then '这里设置的是递归的出口,NUM是1就结束

Factorial = 1

Else

Factorial = num * Factorial(num - 1)

'这里是重点,自己调用自己,变量NUM减1

End If

End Function

接着上面“馋嘴猴子”的问题,用递归解决代码如下:

Function peach2(ByVal k As Integer)

Dim i

i = 1

If i = k Then '设置递归出口,当天数等于K则结束peach2 = 1

Else

peach2 = 2 * (peach2(i + 1) + 1)

'递归调用自身的部分

i = i + 1

End If

End Function

下面是“迭代”的代码,我也放上来,对比一下:

Function peach(ByVal k As Integer)

Dim i As Integer, res As Long

res = 1

For i = k - 1 To 1 Step -1

res = 2 * (res + 1)

peach = res * 2

Next i

End Function

算法设计与分析习题答案1-6章

习题1 1. 图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler ,1707—1783)提出并解决了该问题。七桥问题是这样描述的:一个人是否能在一次步行中穿越哥尼斯堡(现 在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)城中全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次, 图是这条河以及河上的两个岛和七座桥的草 图。请将该问题的数据模型抽象出来,并判断此问题是否有解。 七桥问题属于一笔画问题。 输入:一个起点 输出:相同的点 1, 一次步行 2, 经过七座桥,且每次只经历过一次 3, 回到起点 该问题无解:能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。 2.在欧几里德提出的欧几里德算法中(即最初的欧几里德算法)用的不是除法而是减法。请用伪代码描述这个版本的欧几里德算法 =m-n 2.循环直到r=0 m=n n=r r=m-n 3 输出m 3.设计算法求数组中相差最小的两个元素(称为最接近数)的差。要求分别给出伪代码和C++描述。 编写程序,求n 至少为多大时,n 个“1”组成的整数能被2013整除。 #include using namespace std; int main() { double value=0; 图 七桥问题

for(int n=1;n<=10000 ;++n) { value=value*10+1; if(value%2013==0) { cout<<"n至少为:"< using namespace std; int main () { double a,b; double arctan(double x);圣经上说:神6天创造天地万有,第7日安歇。为什么是6天呢?任何一个自然数的因数中都有1和它本身,所有小于它本身的因数称为这个数的真因数,如果一个自然数的真因数之和等于它本身,这个自然数称为完美数。例如,6=1+2+3,因此6是完美数。神6天创造世界,暗示着该创造是完美的。设计算法,判断给定的自然数是否是完美数 #include using namespace std; int main() { int value, k=1; cin>>value; for (int i = 2;i!=value;++i) { while (value % i == 0 ) { k+=i;有4个人打算过桥,这个桥每次最多只能有两个人同时通过。他们都在桥的某一端,并且是在晚上,过桥需要一只手电筒,而他们只有一只手电筒。这就意味着两个人过桥后必须有一个人将手电筒带回来。每个人走路的速度是不同的:甲过桥要用1分钟,乙过桥要用2分钟,丙过桥要用5分钟,丁过桥要用10分钟,显然,两个人走路的速度等于其中较慢那个人的速度,问题是他们全部过桥最少要用多长时间? 由于甲过桥时间最短,那么每次传递手电的工作应有甲完成 甲每次分别带着乙丙丁过桥 例如: 第一趟:甲,乙过桥且甲回来

递归算法详解

递 归 冯文科 一、递归的基本概念。 一个函数、概念或数学结构,如果在其定义或说明内部直接或间接地出现对其本身的引 用,或者是为了描述问题的某一状态,必须要用至它的上一状态,而描述上一状态,又必须用到它的上一状态……这种用自己来定义自己的方法,称之为递归或递归定义。在程序设计中,函数直接或间接调用自己,就被称为递归调用。 二、递归的最简单应用:通过各项关系及初值求数列的某一项。 在数学中,有这样一种数列,很难求出它的通项公式,但数列中各项间关系却很简单,于是人们想出另一种办法来描述这种数列:通过初值及n a 与前面临近几项之间的关系。 要使用这样的描述方式,至少要提供两个信息:一是最前面几项的数值,一是数列间各项的关系。 比如阶乘数列 1、2、6、24、120、720…… 如果用上面的方式来描述它,应该是: ???>==-1 ,1,11n na n a n n 如果需要写一个函数来求n a 的值,那么可以很容易地写成这样:

这就是递归函数的最简单形式,从中可以明显看出递归函数都有的一个特点:先处理一 些特殊情况——这也是递归函数的第一个出口,再处理递归关系——这形成递归函数的第二个出口。 递归函数的执行过程总是先通过递归关系不断地缩小问题的规模,直到简单到可以作为 特殊情况处理而得出直接的结果,再通过递归关系逐层返回到原来的数据规模,最终得出问题的解。 以上面求阶乘数列的函数)(n f 为例。如在求)3(f 时,由于3不是特殊值,因此需要计 算)2(*3f ,但)2(f 是对它自己的调用,于是再计算)2(f ,2也不是特殊值,需要计算 )1(*2f ,需要知道)1(f 的值,再计算)1(f ,1是特殊值,于是直接得出1)1(=f ,返回上 一步,得2)1(*2)2(==f f ,再返回上一步,得62*3)2(*3)3(===f f ,从而得最终解。 用图解来说明,就是 下面再看一个稍复杂点的例子。 【例1】数列}{n a 的前几项为

算法设计及分析递归算法典型例题

算法递归典型例题 实验一:递归策略运用练习 三、实验项目 1.运用递归策略设计算法实现下述题目的求解过程。 题目列表如下: (1)运动会开了N天,一共发出金牌M枚。第一天发金牌1枚加剩下的七分之一枚,第二天发金牌2枚加剩下的七分之一枚,第3天发金牌3枚加剩下的七分之一枚,以后每天都照此办理。到了第N天刚好还有金牌N枚,到此金牌全部发完。编程求N和M。 (2)国王分财产。某国王临终前给儿子们分财产。他把财产分为若干份,然后给第一个儿子一份,再加上剩余财产的1/10;给第二个儿子两份,再加上剩余财产的1/10;……;给第i 个儿子i份,再加上剩余财产的1/10。每个儿子都窃窃自喜。以为得到了父王的偏爱,孰不知国王是“一碗水端平”的。请用程序回答,老国王共有几个儿子?财产共分成了多少份? 源程序: (3)出售金鱼问题:第一次卖出全部金鱼的一半加二分之一条金鱼;第二次卖出乘余金鱼的三分之一加三分之一条金鱼;第三次卖出剩余金鱼的四分之一加四分之一条金鱼;第四次卖出剩余金鱼的五分之一加五分之一条金鱼;现在还剩下11条金鱼,在出售金鱼时不能把金鱼切开或者有任何破损的。问这鱼缸里原有多少条金鱼? (4)某路公共汽车,总共有八站,从一号站发轩时车上已有n位乘客,到了第二站先下一半乘客,再上来了六位乘客;到了第三站也先下一半乘客,再上来了五位乘客,以后每到一站都先下车上已有的一半乘客,再上来了乘客比前一站少一个……,到了终点站车上还有乘客六人,问发车时车上的乘客有多少? (5)猴子吃桃。有一群猴子摘来了一批桃子,猴王规定每天只准吃一半加一只(即第二天吃剩下的一半加一只,以此类推),第九天正好吃完,问猴子们摘来了多少桃子? (6)小华读书。第一天读了全书的一半加二页,第二天读了剩下的一半加二页,以后天天如此……,第六天读完了最后的三页,问全书有多少页? (7)日本著名数学游戏专家中村义作教授提出这样一个问题:父亲将2520个桔子分给六个儿子。分完后父亲说:“老大将分给你的桔子的1/8给老二;老二拿到后连同原先的桔子分1/7给老三;老三拿到后连同原先的桔子分1/6给老四;老四拿到后连同原先的桔子分1/5给老五;老五拿到后连同原先的桔子分1/4给老六;老六拿到后连同原先的桔子分1/3给老大”。结果大家手中的桔子正好一样多。问六兄弟原来手中各有多少桔子? 四、实验过程 (一)题目一:…… 1.题目分析 由已知可得,运动会最后一天剩余的金牌数gold等于运动会举行的天数由此可倒推每一 天的金牌剩余数,且每天的金牌数应为6的倍数。 2.算法构造 设运动会举行了N天, If(i==N)Gold[i]=N; Else gold[i]=gold[i+1]*7/6+i;

递归算法的优缺点

递归算法的优缺点: ○ 1优点:结构清晰,可读性强,而且容易用数学归纳法来证明算法的正确性,因此它为设计算法、调试程序带来很大方便。 ○2缺点:递归算法的运行效率较低,无论是耗费的计算时间还是占用的存储空间都比非递归算法要多。 边界条件与递归方程是递归函数的二个要素 应用分治法的两个前提是问题的可分性和解的可归并性 以比较为基础的排序算法的最坏倩况时间复杂性下界为0(n·log2n)。 回溯法以深度优先的方式搜索解空间树T ,而分支限界法则以广度优先或以最小耗费优先的方式搜索解空间树T 。 舍伍德算法设计的基本思想: 设A 是一个确定性算法,当它的输入实例为x 时所需的计算时间记为tA(x)。设Xn 是算法A 的输入规模为n 的实例的全体,则当问题的输入规模为n 时,算法A 所需的平均时间为 这显然不能排除存在x ∈Xn B ,使得对问题的输入规模为n 拉斯维加斯( Las Vegas )算法的基本思想: 设p(x) 是对输入x 调用拉斯维加斯算法获得问题的一个解的概率。一个正确的拉斯维加斯算法应该对所有输入x 均有p(x)>0。 设t(x)是算法obstinate 找到具体实例x 的一个解所需的平均时间 ,s(x)和e(x)分别是算法对于具体实例x 蒙特卡罗(Monte Carlo)算法的基本思想: 设p 是一个实数,且1/2

[转]递归算法详解

[转]递归算法详解 2009年09月05日星期六20:34 本文转至https://www.360docs.net/doc/9118144611.html,/blog/378483 C通过运行时堆栈支持递归函数的实现。递归函数就是直接或间接调用自身的函数。 许多教科书都把计算机阶乘和菲波那契数列用来说明递归,非常不幸我们可爱的著名的老潭老师的《C语言程序设计》一书中就是从阶乘的计算开始的函数递归。导致读过这本经书的同学们,看到阶乘计算第一个想法就是递归。但是在阶乘的计算里,递归并没有提供任何优越之处。在菲波那契数列中,它的效率更是低的非常恐怖。 这里有一个简单的程序,可用于说明递归。程序的目的是把一个整数从二进制形式转换为可打印的字符形式。例如:给出一个值4267,我们需要依次产生字符‘4’,‘2’,‘6’,和‘7’。就如在printf函数中使用了%d格式码,它就会执行类似处理。 我们采用的策略是把这个值反复除以10,并打印各个余数。例如,4267除10的余数是7,但是我们不能直接打印这个余数。我们需要打印的是机器字符集中表示数字‘7’的值。在ASCII码中,字符‘7’的值是55,所以我们需要在余数上加上48来获得正确的字符,但是,使用字符常量而不是整型常量可以提高程序的可移植性。‘0’的ASCII码是48,所以我们用余数加上‘0’,所以有下面的关系: ‘0’+ 0 =‘0’ ‘0’+ 1 =‘1’ ‘0’+ 2 =‘2’ ... 从这些关系中,我们很容易看出在余数上加上‘0’就可以产生对应字符的代码。接着就打印出余数。下一步再取商的值,4267/10等于426。然后用这个值重复上述步骤。 这种处理方法存在的唯一问题是它产生的数字次序正好相反,它们是逆向打印的。所以在我们的程序中使用递归来修正这个问题。 我们这个程序中的函数是递归性质的,因为它包含了一个对自身的调用。乍一看,函数似乎永远不会终止。当函数调用时,它将调用自身,第2次调用还将调用自身,以此类推,似乎永远调用下去。这也是我们在刚接触递归时最想不明白的事情。但是,事实上并不会出现这种情况。 这个程序的递归实现了某种类型的螺旋状while循环。while循环在循环体每次执行时必须取得某种进展,逐步迫近循环终止条件。递归函数也是如此,它在每次递归调用后必须越来越接近某种限制条件。当递归函数符合这个限制条件时,

递归算法详解

递归算法详解 C通过运行时堆栈支持递归函数的实现。递归函数就是直接或间接调用自身的函数。 许多教科书都把计算机阶乘和菲波那契数列用来说明递归,非常不幸我们可爱的著名的老潭老师的《C语言程序设计》一书中就是从阶乘的计算开始的函数递归。导致读过这本经书的同学们,看到阶乘计算第一个想法就是递归。但是在阶乘的计算里,递归并没有提供任何优越之处。在菲波那契数列中,它的效率更是低的非常恐怖。 这里有一个简单的程序,可用于说明递归。程序的目的是把一个整数从二进制形式转换为可打印的字符形式。例如:给出一个值4267,我们需要依次产生字符‘4’,‘2’,‘6’,和‘7’。就如在printf函数中使用了%d格式码,它就会执行类似处理。 我们采用的策略是把这个值反复除以10,并打印各个余数。例如,4267除10的余数是7,但是我们不能直接打印这个余数。我们需要打印的是机器字符集中表示数字‘7’的值。在ASCII码中,字符‘7’的值是55,所以我们需要在余数上加上48来获得正确的字符,但是,使用字符常量而不是整型常量可以提高程序的可移植性。‘0’的ASCII码是48,所以我们用余数加上‘0’,所以有下面的关系: ‘0’+ 0 =‘0’ ‘0’+ 1 =‘1’ ‘0’+ 2 =‘2’ ... 从这些关系中,我们很容易看出在余数上加上‘0’就可以产生对应字符的代码。接着就打印出余数。下一步再取商的值,4267/10等于426。然后用这个值重复上述步骤。 这种处理方法存在的唯一问题是它产生的数字次序正好相反,它们是逆向打印的。所以在我们的程序中使用递归来修正这个问题。 我们这个程序中的函数是递归性质的,因为它包含了一个对自身的调用。乍一看,函数似乎永远不会终止。当函数调用时,它将调用自身,第2次调用还将调用自身,以此类推,似乎永远调用下去。这也是我们在刚接触递归时最想不明白的事情。但是,事实上并不会出现这种情况。 这个程序的递归实现了某种类型的螺旋状while循环。while循环在循环体每次执行时必须取得某种进展,逐步迫近循环终止条件。递归函数也是如此,它在每次递归调用后必须越来越接近某种限制条件。当递归函数符合这个限制条件时,它便不在调用自身。 在程序中,递归函数的限制条件就是变量quotient为零。在每次递归调用之前,我们都把quotient除以10,所以每递归调用一次,它的值就越来越接近零。当它最终变成零时,递归便告终止。 /*接受一个整型值(无符号0,把它转换为字符并打印它,前导零被删除*/

算法分析及设计及案例习题解析

习题解析 第1章 1. 解析: 算法主要是指求解问题的方法。计算机中的算法是求解问题的方法在计算机上的实现。 2. 解析: 算法的五大特征是确定性、有穷性、输入、输出和可行性。 3. 解析: 计算的算法,其中n是正整数。可以取循环变量i的值从1开始,算i的平方,取平方值最接近且小于或者等于n的i即可。 4. 解析: 可以使用反证法,设i=gcd(m, n)=gcd(n, m mod n),则设m=a*i,n=b*i,且a与b互质,这时m mod n=(a-x*b)*i,只需要证明b和a-x*b互质,假设二者不互质,可以推出a与b不互质,因此可以得到证明。 5. 解析: 自然语言描述:十进制整数转换为二进制整数采用“除2取余,逆序排列”法。 具体做法是:用2整除十进制整数,可以得到一个商和余数;再用2去除商,又会得到一个商和余数,如此进行,直到商为0时为止,然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位,后得到的余数作为二进制数的高位有效位,依次排列起来。 流程图:如图*.1

图*.1 十进制整数转换成二进制整数流程图 6. 解析: a.如果线性表是数组,则可以进行随机查找。由于有序,因此可以进行折半查找,这样可以在最少的比较次数下完成查找。 b.如果线性表是链表,虽然有序,则只能进行顺序查找,从链表头部开始进行比较,当发现当前节点的值大于待查找元素值,则查找失败。 7. 解析: 本题主要是举例让大家了解算法的精确性。过程中不能有含糊不清或者二义性的步骤。大家根据可行的方式总结一下阅读一本书的过程即可。 8. 解析: 数据结构中介绍的字典是一种抽象数据结构,由一组键值对组成,各个键值对的键各不相同,程序可以将新的键值对添加到字典中,或者基于键进行查找、更新或删除等操作。由于本题已知元素唯一,因此大家可以据此建立一个自己的字典结构。实现字典的方法有很多种: ?最简单的就是使用链表或数组,但是这种方式只适用于元素个数不多的情况下; ?要兼顾高效和简单性,可以使用哈希表; ?如果追求更为稳定的性能特征,并且希望高效地实现排序操作的话,则可以使用更为复杂的平衡树。

递归算法经典案例

案例一: publicclass Fibonacci { //一列数的规则如下: 1、1、2、3、5、8、13、21、34 ,求第30位数是多少?使用递归实现 publicstaticvoid main(String[] args){ System.out.println(Fribonacci(9)); } publicstaticint Fribonacci(int n){ if(n<=2) return 1; else return Fribonacci(n-1)+Fribonacci(n-2); } } 案例二: publicclass Hanio1 { /* * 汉诺塔(又称河内塔)问题其实是印度的一个古老的传说。开天辟地的神勃拉玛(和中国的盘古差不多的神吧)在一个庙里留下了三根金刚石的棒, * 第一根上面套着64个圆的金片,最大的一个在底下,其余一个比一个小,依次叠上去,庙里的众僧不倦地把它们一个个地从这根棒搬到另一根棒上, * 规定可利用中间的一根棒作为帮助,但每次只能搬一个,而且大的不能放在小的上面。计算结果非常恐怖(移动圆片的次数)18446744073709551615, * 众僧们即便是耗尽毕生精力也不可能完成金片的移动了。 *要求:输入一个正整数n,表示有n个盘片在第一根柱子上。输出操作序列,格式为“移动 t从 x 到y”。每个操作一行,

*表示把x柱子上的编号为t的盘片挪到柱子y上。柱子编号为A,B,C,你要用最少的操作把所有的盘子从A柱子上转移到C柱子上。 */ publicstaticvoid main(String[] args){ int i=3; char a ='A',b='B',c='C'; hanio(i,a,b,c); } publicstaticvoid hanio(int n,char a,char b,char c){ if(n==1) System.out.println("移动"+n+"号盘子从"+a+"到"+c); else{ hanio(n-1,a,c,b);//把上面n-1个盘子从a借助b搬到c System.out.println("移动"+n+"号盘子从"+a+"到"+c);//紧接着直接把n搬动c hanio(n-1,b,a,c);//再把b上的n-1个盘子借助a搬到c } } } 案例三: publicclass Rabbit { /* 古典问题:3个月起每个月都生一对兔子,小兔子长到第三个月后每个月又生一对兔子,假如兔子都不死,问每个月的兔子总数为多少? 分析:首先我们要明白题目的意思指的是每个月的兔子总对数;假设将兔子分为小中大三种,兔子从出生后三个月后每个月就会生出一对兔子, 那么我们假定第一个月的兔子为小兔子,第二个月为中兔子,第三个月之后就为大兔子,那么第一个月分别有1、0、0,第二个月分别为0、1、0, 第三个月分别为1、0、1,第四个月分别为,1、1、1,第五个月分别为2、1、2,第六个月分别为3、2、3,第七个月分别为5、3、5…… 兔子总数分别为:1、1、2、3、5、8、13…… 于是得出了一个规律,从第三个月起,后面的兔子总数都等于前面两个月的兔子总

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