递归函数(二)

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(一)案例一:求最大公约数

最大公约数(Greatest Common Divisor, GCD)是指能同时整除两个或多个整数的最大正整数。 最大公约数(Greatest Common Divisor, GCD)是指能同时整除两个或多个整数的最大正整数。

  • 算法描述:设两数为 a,b(a>b),用 a 除以 b 得余数 r,再用 b 除以 r,重复此过程,直到余数为 0,最后的除数即为最大公约数。
  • 公式递归表示

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  • 步骤示例(求 48 和 18 的 GCD)

    • 48÷18=2⋯⋯12
    • 18÷12=1⋯⋯6
    • 12÷6=2⋯⋯0最大公约数为 6。

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。

基本结构:

def gcd(a: Int, b: Int): Int = {  
   if (b == 0)  
      a  
    else  
   gcd(b, a % b)  
  }

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

    val num1 = 56

    val num2 = 98

    println(s"The GCD of $num1 and $num2 is ${gcd(num1, num2)}")

(二)案例二:a的n次方

a的n次方就是n个a相乘。

起始条件: f(a,0) = 1 , f(a,1) = a

递归规则: f(a,n) = a * f(a, n-1)(当 n ≥ 1)。求它的第n项。

object base41 {
    /*
     * 写函数,完成功能:计算a的n次方
     * f(a,n) = a * f(a, n-1)
     */
    def f(a: Int, n: Int): Int = {
      if (n == 0) {
        1
      } else {
        a * f(a, n - 1)
      }
    }

    def main(args: Array[String]): Unit = {
      val s = f(a,n)
      println(s) 
    }

}

(三)案例三:打印数字的各个位数

任务描述: 对于整数1234,依次输出1,2,3,4这4个数字。

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)

def f(n: Int) = {  
  if(n < 9){  
    print(n%10)  
  } else {  
    f(n/10)  
    print(n%10)  
  }  
}

(四)案例四: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。

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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。

object base42 {
  /*
    * 汉诺塔游戏
    * */

  // A: 起点,C表示终点,B表示可以借用的柱子
  def f(n: Int, A: String, C: String, B: String): Unit = {
    if (n == 1) {
      println(s"${A} -> ${C}")
    } else {
      f(n - 1, A, B, C)
      println(s"${A} -> ${C}")
      f(n - 1, B, C, A)
    }
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    f(5, "A", "C", "B")
  }
}

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