《算法图解》——第三章 递归
第三章 递归
1 递归
大佬说:“如果使用循环,程序的性能可能更高;如果使用递归,程序可能更容易理解。如何选择要看什么对你来说更重要。”
2 基线条件和递归条件
每个递归函数都有两部分:基线条件(base case)和递归条件(recursive case)。递归条件指的是函数调用自己,而基线条件则指的是函数不再调用自己,从而避免形成无限循环。
def countdown(i): #无限循环 print(i) countdown(i-1)
def countdown(i): print(i) if i <= 0: #基线条件 return else: #递归条件 countdown(i-1)
3 栈
之前讨论数组和链表时,有一个待办事项清单。你可将待办事项添加到该清单的任何地方,还可删除任何一个待办事项。一叠便条要简单得多:插入的待办事项放在清单的最前面;读取待办事项时,你只读取最上面的那个,并将其删除。因此这个待办事项清单只有两种操作:压入(插入)和弹出(删除并读取)。
⭐⭐3.1 调用栈(这一块把栈弄的明明白白)
def greet2(name): print("how are you, " + name + "?") def bye(): print("ok bye!") def greet(name): print("hello, " + name + "!") greet2(name) print("getting ready to say bye...") bye() greet('maggie')
过程如下:调用函数greet('maggie'),计算机将首先为该函数调用分配一块内存。(不考虑print函数)
然后变量name被设置为maggie,存储到内存中。
每当你调用函数时,计算机都像这样将函数调用涉及的所有变量的值存储到内存中。接下来,你打印 hello, maggie! ,再调用 greet2("maggie") 。同样,计算机也为这个函数调用分配一块内存。
PS:⭐这里原来是这样的 不是共用一个name
计算机使用一个栈来表示这些内存块,其中第二个内存块位于第一个内存块上面。你打印how are you, maggie? ,然后从函数调用返回。此时,栈顶的内存块被弹出。
现在,栈顶的内存块是函数 greet 的,这意味着你返回到了函数 greet 。当你调用函数 greet2时,函数 greet 只执行了一部分。这是本节的一个重要概念:调用另一个函数时,当前函数暂停并处于未完成状态。该函数的所有变量的值都还在内存中。执行完函数 greet2 后,你回到函数greet ,并从离开的地方开始接着往下执行:首先打印 getting ready to say bye… ,再调用函数 bye 。
在栈顶添加了函数 bye 的内存块。然后,你打印 ok bye! ,并从这个函数返回。
现在你又回到了函数 greet 。由于没有别的事情要做,你就从函数 greet 返回。这个栈用于存储多个函数的变量,被称为调用栈。
练习
3.1 根据下面的调用栈,你可获得哪些信息?
①调用函数greet,name被设置为‘maggie’
②函数greet中调用greet2,同样name被设置为‘maggie’
③此时greet函数暂停并处于未完成状态
④当前调用函数greet2,完成后,greet2结束,从栈顶弹走。
⑤接着执行greet函数
3.2 递归调用栈
def fact(x): if x == 1: return 1 else: return x * fact(x-1) a = fact(3) print(a)
递归过程如下:
⭐注意,每个 fact 调用都有自己的 x 变量。在一个函数调用中不能访问另一个的 x 变量。
栈会储存详尽的信息但占用大量的内存。有两种方法改善:
①重写代码用while循环
②使用尾递归。(这本书没说,⭐⭐这本结束找下尾递归)
练习
3.2 假设你编写了一个递归函数,但不小心导致它没完没了地运行。正如你看到的,对于每次函数调用,计算机都将为其在栈中分配内存。递归函数没完没了地运行时,将给栈带来什么影响?
栈无休止的扩大,栈空间有限,最终会因为栈溢出而终止,pycharm中有递归次数限制。
3.4 小结
递归指的是调用自己的函数。
每个递归函数都有两个条件:基线条件和递归条件。
栈有两种操作:压入和弹出。
所有函数调用都进入调用栈。
调用栈可能很长,这将占用大量的内存。