递归函数

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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:基本情况(或基线条件)和递归情况(或递归关系)。

基本情况: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.

递归情况:在这个部分,函数会调用自身,以解决一个更小的子问题。

基本结构

def recursiveFunction(parameters): ReturnType = { 
  // 基本情况 
  if (base condition) { 
    return base case result 
  } else { 
    // 递归情况 
    return recursiveFunction(smaller parameters) 
  } 
}

案例1: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:

基本情况:f(1) = 1

递归情况:f(n)= n +  f(n-1)

object Base35 {
  /**
   *  递归函数:自己调用自己的函数\
   *
   *  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
   *
   *  任务:求 1 + 2 + 3 。。。。 +99 + 100 的和(5050)
   *
   *  分解(1+2+3+4+。。。+99) + 100
   *
   *  (1+2+3+4+。。。+98) + 99
   *
   *  任务分解到足够小
   *  1 -> 1
   *  通项公式: (n) = 1 + 2 + 3 ... + n
   *  f(1)
   */

  // 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")
  }
}

案例2: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!=123*4...*n,其定义为:

基本情况:0! = 1

递归情况:n! = n * (n-1)!

object Base36 {
  /*
  * 适合用来解决一类问题
  *   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
   */
  // 阶乘 n! = 1 * 2 * 3 ... * n
  def f(n:Int):Unit = {
    if(n == 1){
      1
    } else {
      f(n-1) * n
    }
  }

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

    println("over")
  }
}

案例3:斐波那契数列

斐波那契数列的定义是:

基本情况:f(0) = 0 , f(1) = 1

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

object Base37 {
  /**
   * 递归函数:自己调用自己的函数
   * 适合用来解决一类问题
   *   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
   */
  // 斐波那契数列
  def f(n:Int):Unit = {
    if(n == 1){
      1
    } else if(n == 2){
      2
    } else {
      
    }
  }

  def main(args:Array[String]): Unit = {
    val rst = f(10) //89
    println(rst)
  }
}

案例4:打印数字的各个位数

基本情况:f(n) = 输出个位 ,  n<9

递归情况:f(n) = f(n/10)+ 输出个位(当 n ≥ 10)

object Base38 {

  // 把输入的整数的各个位数上的数值输出来!
  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
  }
}

案例5:汉罗塔

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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 104449.png

目标状态  移动过程中的违规状态(大盘子在小盘子上面):

抽象一下

基本情况:f(1) = 从A直接移动到C

递归情况: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。

object Base39 {
  // f(n, A, B, C)
  // f(盘子的数量,起点,要借用的柱子,终点)
  // 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')
  }
}