Java中的递归详解

Posted 2022-11-21

概述

• 递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。
• 递归的分类:
  • 递归分为两种，直接递归和间接递归。
  • 直接递归称为方法自身调用自己。
  • 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。
• 注意事项：
  • 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
  • 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
  • 构造方法,禁止递归

public class Demo01DiGui 
	public static void main(String[] args) 
		// a();
		b(1);
	
	
	/*
	 * 3.构造方法,禁止递归
	 * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
	 */
	public Demo01DiGui() 
		//Demo01DiGui();
	


	/*
	 * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
	 * 4993
	 * 	Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void b(int i) 
		System.out.println(i);
		//添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
		if(i==5000)
			return;//结束方法
		
		b(++i);
	

	/*
	 * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
	 * java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void a() 
		System.out.println("a方法");
		a();
	

递归累加求和

计算1 ~ n的和

分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。 实现代码：

public class DiGuiDemo 
	public static void main(String[] args) 
		//计算1~num的和，使用递归完成
		int num = 5;
      	// 调用求和的方法
		int sum = getSum(num);
      	// 输出结果
		System.out.println(sum);
		
	
  	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
	public static int getSum(int num) 
      	/* 
      	   num为1时,方法返回1,
      	   相当于是方法的出口,num总有是1的情况
      	*/
		if(num == 1)
			return 1;
		
      	/*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
          递归调用getSum方法
        */
		return num + getSum(num-1);
	

代码执行图解

递归求阶乘

• 阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。

n的阶乘：n! = n * (n-1) *...* 3 * 2 * 1

分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

推理得出：n! = n * (n-1)!

代码实现：

public class DiGuiDemo 
  	//计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) 
        int n = 3;
      	// 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
      	// 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    
	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
    public static int getValue(int n) 
      	// 1的阶乘为1
        if (n == 1) 
            return 1;
        
      	/*
      	  n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
          递归调用getValue方法
      	*/
        return n * getValue(n - 1);
    

递归打印多级目录

分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。 代码实现：

public class DiGuiDemo2 
    public static void main(String[] args) 
      	// 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    

    public static void  printDir(File dir) 
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	// 循环打印
      	/*
      	  判断:
      	  当是文件时,打印绝对路径.
      	  当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
      	*/
        for (File file : files) 
    		// 判断
            if (file.isFile()) 
              	// 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
             else 
              	// 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
              	// 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            
        
    

综合案例

文件搜索

搜索D:\\aaa 目录中的.java 文件。 分析：

1. 目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
2. 遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。

代码实现：

public class DiGuiDemo3 
    public static void main(String[] args) 
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    

    public static void printDir(File dir) 
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	
      	// 循环打印
        for (File file : files) 
            if (file.isFile()) 
              	// 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) 
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                
             else 
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            
        
    

文件过滤器优化

java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。 该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数， 接口中只有一个方法。 boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。 分析：

1. 接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
2. accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
   1. 要么是.java文件。
   2. 要么是目录，用于继续遍历。
3. 通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。

代码实现：

public class DiGuiDemo4 
    public static void main(String[] args) 
        File dir = new File("D:\\\\aaa");
        printDir2(dir);
    
  
    public static void printDir2(File dir) 
      	// 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() 
            @Override
            public boolean accept(File pathname) 
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            
        );
      	// 循环打印
        for (File file : files) 
            if (file.isFile()) 
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
             else 
                printDir2(file);
            
        
    

Lambda优化

分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。 lambda格式：

()-> 

代码实现：

public static void printDir3(File dir) 
  	// lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f -> 
      	return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    );
  	
	// 循环打印
    for (File file : files) 
        if (file.isFile()) 
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
      	 else 
        	printDir3(file);