递归的概念:
简单的说,递归就是方法自己调用自己,每次调用时传入不同的变量,递归有助于编程者解决复杂的问题,同时可以让代码变得简洁。
递归的调用机制
递归调用的规则
[1]当程序执行到一个方法时,就会开辟一个独立的空间(栈)。
[2]每个空间的数据(局部变量),是独立的。
用一个案例,理解递归机制。
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| public class RecursionTest { public static void main(String[] args) { test(3); } public static void test(int n){ if(n>2){ test(n-1); } System.out.println("n="+n); } }
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上面这个程序的过程分析
其在控制台的输出为则为
n=2
n=3
递归能解决什么样的问题
[1]各种数学问题:8皇后问题,汉诺塔,阶乘问题,迷宫问题,球和篮子的问题。
[2]各种算法中也会使用到递归,比如快速排序,归并排序,二分查找,分治算法等。
[3]将用栈解决的问题–>递归代码比较简洁。
递归需要遵守的重要规则
[1]执行一个方法时,就创建一个新的受保护的独立空间(栈空间)。
[2]方法的局部变量是独立的,不会相互影响。
[3]但是如果方法中使用的是引用类型的变量(比如说是数组),就会共享该引用类型的数据。
[4]递归必须向退出的条件逼近,否则就是无限递归,会出现StackOverflowError(栈溢出)异常。
[5]当一个方法执行完毕,或者遇到return,就会返回,遵守谁调用,就将结果返回给谁,同时当方法执行完毕或者返回时,该方法也就执行完毕。
递归-迷宫问题
说明:
[1]小球得到的路径,和程序员设置的找路策略有关即:找路的上下左右顺序相关。
[2]再得到小球路径时,可以先使用(下右上左),再改成(上右下左),看看路径是不是有变
[3]测试回溯现象。
[4]思考:如何得到最短路径?(把所有的策略走的路径算出来,比较最短路径)
代码实现上面的走迷宫问题:
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| public class MiGong { public static void main(String[] args) { int[][] map = new int[8][7]; for(int i = 0;i<7;i++){ map[0][i]=1;map[7][i]=1; } for(int i = 0;i<8;i++){ map[i][0]=1;map[i][6]=1; } map[3][1]=1;map[3][2]=1; System.out.println("地图情况"); for(int i = 0;i<8;i++){ for(int j=0;j<7;j++){ System.out.print(map[i][j]+" "); } System.out.println(); } setWay(map, 1, 1); System.out.println("小球走过并标识的地图"); for(int i = 0;i<8;i++){ for(int j=0;j<7;j++){ System.out.print(map[i][j]+" "); } System.out.println(); } }
public static boolean setWay(int[][] map,int i,int j){ if(map[6][5] == 2){ return true; }else{ if(map[i][j] == 0){ map[i][j] = 2; if(setWay(map, i+1, j)){ return true; }else if(setWay(map, i, j+1)){ return true; }else if(setWay(map, i-1, j)){ return true; }else if(setWay(map, i, j-1)){ return true; }else{ map[i][j] = 3; } }else { return false; } } return false; } }
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递归-八皇后问题(回溯算法)
八皇后问题:
八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8*8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即:任意两个皇后都不能处于同一行,同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。
八皇后问题算法思路分析:
[1]第一个皇后先放在第一行第一列
[2]第二个皇后放在第二行第一列、然后判断是否ok,如果不ok,继续放在第二列,第三列,依次把所有列都放完,找到一个合适的。
[3]继续第三个皇后,还是第一列,第二列…直到第八个皇后也能放在一个不冲突的位置,算是找到了一个正确解释。
[4]当得到一个正确解时,在栈回退到上一个栈时,就会开始回溯,即将第一个皇后,放到第一列的所有正确解,全部得到。
[5]然后回头继续第一个皇后放在第二列,后面继续循环执行1,2,3的步骤。
说明:理论上应该创建一个二维数组来表示棋盘,但实际上可以通过算法,用一个一维数组即可解决问题。arr[8]={0,4,7,5,2,6,1,3}//对应arr下标表示第几行,即第几个皇后,arr[i]=val 表示第i+1个皇后,方法第i+1行的val+1列。
八皇后的代码实现:
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| public class Queue8 { int max = 8; int[] array = new int[max]; static int count = 0; public static void main(String[] args) { Queue8 queue8 = new Queue8(); queue8.check(0); System.out.println("一共有"+count+"种解法。"); } private void check(int n){ if(n == max){ print(); return; } for(int i=0;i<max;i++){ array[n] = i; if(judge(n)){ check(n+1); } } } private boolean judge(int n){ for(int i=0;i<n;i++){ if(array[i]==array[n] || Math.abs(n-i)==Math.abs(array[n]-array[i])){ return false; } } return true; } private void print(){ count++; for(int i=00;i<array.length;i++){ System.out.print(array[i]+" "); } System.out.println(); } }
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输出的结果:
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