13递归函数

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一. 递归函数的定义和格式

递归是一种常用的解决问题的方法,特别适用于解决可以被分解为类似子问题的问题。递归函数通常由两个主要部分组成:起始条件(或基线条件)和递归规则(或递归关系)。

起始条件:一个递归的终止条件,确保递归不会无限进行。它处理最简单的情况并返回结果.

递归规则:在这个部分,函数会调用自身,以解决一个更小的子问题。

/**
 * 递归函数:自己调用自己的函数
 */

// 定义函数
def f():Unit ={
  println("f.......被调用了")

  f() // 调用函数
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  f()

  println("over")
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 084033.png

注意: 自己调用自己,可能会产生死循环

二. 案例一:计算累加

计算一个整数的累加是一个经典的递归问题。假设我们要计算 n 的累加和,记作 f(n) = 1 + 2 + 3 + ... + n ,其定义为:

起始条件:f(1) = 1

递归规则:f(n)= n +  f(n-1)

求 1 + 2 + 3 +.... + 99 + 100 的和

/**
 * 递归函数:自己调用自己的函数
 * 适用用来解决一类问题
 *    1.可以被分解为类似子问题
 *    2.当分解到足够小的时候,问题可以直接求解
 */

// 1 + 2 + 3 + ... + n
def f(n: Int): Int = {
  if (n == 1)
    1
  else
    f(n - 1) + n
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  val rst = f(100)
  println(rst)
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 092543.png

三. 案例二:整数的阶乘

计算一个整数的阶乘是一个经典的递归问题。假设我们要计算 n 的阶乘,记作 n!=1 * 2 * 3 * 4 * ... * n,其定义为:

起始条件:0! = 1

递归规则:n! = n * (n-1)!

求4的阶乘

// 1 * 2 * 3 * ... * n
def f(n: Int): Int = {
  if (n == 0 || n == 1)
    1
  else
    f(n - 1) * n
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  val rst = f(4)
  println(rst)
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 102041.png

四. 案例三: 斐波那契数列

斐波那契数列的定义是:

起始条件:f(0) = 0 , f(1) = 1

递归规则:f(n) = f(n-1) + f(n-2)(当 n ≥ 2)。求它的第n项

// 斐波那契数列
def f(n: Int): Int = {
  if ( n == 1) {
    1
  } else if (n == 2){
    2
  }else{
    f(n - 1) + f(n - 2)
  }
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  val rst = f(10)
  println(rst)
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 102612.png

五. 案例四:打印数字的各个位数

起始条件:f(n) = 输出个位 ,  n<9

递归规则:f(n) = f(n/10)+ 输出个位(当 n ≥ 10)

// 把输入的整数的每个位上的数值输出来!
def f(n: Int): Unit = {
  if (n < 9) {
    println(n)
  } else {
    f(n / 10)
    println(n % 10)
  }
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  f(12345) // 1 2 3 4 5
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 104305.png

六. 案例五:汉诺塔游戏

【讲解游戏说明】有三根柱子,标记为A、B、C,A柱子上有n个大小不同的盘子,盘子从下到上按照大小递增排列。现在需要将A柱子上的所有盘子移动到C柱子上,移动过程中可以借助B柱子,但是每次只能移动一个盘子,并且大盘子不能放在小盘子上面。

屏幕截图 2025-10-15 112501.png

目标状态:  移动过程中的违规状态(大盘子在小盘子上面)

套一下递归函数的规则:

起始条件: f(1) = 从A直接移动到C 

递归规则: f(n) = 把n-1从A移动到B, 把1从A移动到C, 把n-1从B 移动到C

f(n,a,b,c): 把n个盘子从a移动到c,借助b。

// f(n, A, B, C)
// 目标:在A上有n个盘子,我们需要借助B,把他们都移动到 C
// 如果:n == 1 直接从 A 移动到 C
// 否则:
// 1. 把n-1个盘子从A 移动到 B
// 2. 把一个盘子从A移动到C
// 3. 把n-1个盘子从B 移动到 C
def f(n: Int, A: Char, B: Char, C: Char): Unit = {
  if (n == 1) {
    println(s"${A} ----> ${C}")
  } else {
    f(n - 1, A, C, B)
    println(s"${A} ----> ${C}")
    f(n - 1, B, A, C)
  }
}

def main(args: Array[String]): Unit = {
  f(4, 'A', 'B', 'C')
}

结果如图:

屏幕截图 2025-10-15 113125.png