基础算法--递推递归

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递归

定义 :定义一个函数时出现调用本函数的成分,称之为递归

  • 直接递归,自己调自己
  • 间接递归,函数p调函数q,q又调用p
  • 尾递归,递归函数中,递归调用语句是最后一句

递归应满足的条件

  1. 需要解决的问题可以转化为一个或多个子问题来求解,而这些子问题的求解方法和原问题完全相同,只是在数量规模上不同

  2. 递归次数必须是有限的

  3. 必须是有结束递归的条件来终止递归 示例:

// 1.求阶乘问题,2.递归的次数是 n
int fun(int n){
	if(n==1)  //3. 当满足条件时,递归终止
		return 1;
	else
		return (fun(n-1)*n); //递归调用 
}
//因为fun函数是自己调自己所以称之为  直接递归
//又因为递归调用是最后一条语句所以又称为  尾递归

递归存在的问题:

  1. 耗费时间和空间,因为每次函数调用需要时间,每一次调用都需要为其开辟一个内存栈用来保留不同的参数,返回地址,临时变量,压栈出栈也需要时间
  2. 可能会存在重复计算 比如斐波那契列数列
  3. 栈内存可能会溢出

递推(迭代 )

定义:广义来说,凡是在某一算式的基础上从已知的值推出来未知的值,都可以称为递推(说白了 就是找规律)


常见的递归和递推问题

  1. 求阶乘问题(递归、递推)
// 递归
int fun(int n){
	if(n==1)  
		return 1;
	else
		return (fun(n-1)*n); 
}
// 递推
int n,s=1;
for(int i=1;i<=n;i++){
	s=s*i;
}
  1. 斐波那契数列(递归、递推)
    fib(n)=1 n=1
    fib(n)=2 n=1
    fib(n)=fib(n-1)+fib(n-2)
    例如:1、1、2、3、5、8、13、21......
// 递归
int Fib(int n){
	if(n==1 || n==2)
		return 1;
	else
		return (Fib(n-1)+Fib(n-2));
}
// 递推 求第七项值
int a=1,b=1,c,n=7;
for(int i=1;i<=n;i++){
	if(i<=2)
		c=1;
	else{
		c=a+b;
		a=b;
		b=c;
	}
}
printf("%d",c);
  1. 汉诺塔问题
  2. n皇后问题
  3. 捕鱼问题(递推)

A,B,C,D,E五个渔夫夜间合伙捕鱼,,第二天A先醒来,他把鱼均分五份,把多余的一条扔回湖中,便拿了自己的一份回家了,B醒来后,也把鱼均分五份,把多余的一条扔回湖中,便拿了自己的一份回家了,C,D,E也按同样方法分鱼。问5人至少捕到多少条鱼?

  • 第一种思路:逆推
    假如A醒来鱼的总数=5n1+1
    那么第B醒来鱼的总数为 4
    n = 5* n2+1
    设当前鱼的总数为 Sn 那么上一次鱼的总数 S(n+1)=Sn/4*5+1
  • 第二种:假如多给四条鱼那么就不用仍了,设总数为 x
    A走之后剩下的鱼 x * 4/5
    B走之后剩下的鱼 x * 4/5* 4/5
    C走之后剩下的鱼 x * 4/5 * 4/5 * 4/5
    D走之后剩下的鱼 x * 4/5 * 4/5 * 4/5 * 4/5
    E走之后剩下的鱼 x * 4/5 * 4/5 * 4/5 * 4/5 * 4/5=x*1024/3125
    鱼一定是整数 所以 x = 3125
    减去多给的四条 所以鱼最少为 3121
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int f[5],flag=1,n=1;
	while(flag==1){
		f[0]=5*n+1; //第一次执行是 E醒来鱼的条数
		flag=0;
		for(int i=1;i<5;i++){
			if(f[i-1]%4!=0){ //只有A醒来鱼的总数不是4的倍数,其他人必须都是
				flag=1;
				break;
			}
			f[i]=5*f[i-1]/4+1; // 上一个人鱼的总数
		}
		n++; //试找满足条件的n
	}
	
	cout<<f[4];
	return 0;
}
  1. 平面分割(递推)

在平面上画n>0条封闭的曲线,各曲线之间两两相交于两点,并且任意三条封闭的曲线都不相交于一点,求这样的n条曲线将平面分成多少个区域?

曲线数n 区域数
1 2
2 4
3 8
4 14
5 22
规律: 2+n*(n-1)
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int n,Sn;
	while(1){
		cin>>n;
		if(n==0){
			cout<<"输入有误";
			break; 
		}
		Sn=n*(n-1);
		cout<<2+Sn<<endl;
	}
}
  1. 杨辉三角取值问题(递推)

输入:输入n、m代表取的第几行第几列 (n>=m、n>0 m>0)

杨辉三角的性质:第n行第m列的值为 C(n-1)(m-1) 即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。

// 取值问题
include<iostream>
using namespace std;
int f(int n){
	int s=1;
	if(n==0)
		return 1;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		s=s*i;
	}
	return s;
	
}
int main(){
	int n,m;
	cout<<"请输出你要取杨辉三角第n行m列的值(n>=m)"<<endl;
	cin>>n>>m;
	if(n<m){
		cout<<"输入异常";
		return -1;
	}
	else{
		int a=f(n-1),b=f(n-m)*f(m-1);
		cout<<a/b;
	}
	
} 




// 杨辉三角打印问题
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int n;
	cout<<"请输入杨辉三角的行数:";
	cin>>n; 
	int a[100][100];
	for(int i=0;i<n;i++){
		for(int j=0;j<n;j++){
			if(j==0)
				a[i][j]=1;
			if(i==j){
				a[i][j]=1;
				break;	
			}
			if(i>=2&&i!=j&&j!=0){
				a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j];	
			}		
		}
	}	
	for(int i=0;i<n;i++)
		for(int j=0;j<n;j++){
			if(i==j){
				cout<<a[i][j]<<endl;
				break;
			}
			cout<<a[i][j]<<" ";	
		}
 
} 
  1. 回文字符串判断(递归、递推)

回文字符串就是正读倒读都一样的字符串。如”98789”, “abccba”都是回文字符串

// 递归
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int check(string s){
	int start=0;
	int end=s.length()-1;
	if(start<=end){
		if(s.at(start)!=s.at(end)){
			return 0;
		}else{
			return check(s.substr(start+1,end-1));
		}
	}else{
		return 1;
	}
}
int main(){
	string s;
	cin>>s;
	if(check(s))
		cout<<"YES";
	else
		cout<<"NO";
	return 0;
} 
// 递推while循环判断
while(end>=start){
	if(s.at(start)!=s.at(end)){
		return 0;
	}
	else{
		start++;
		end--;
	}
	return 1;
}
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