java-方法递归

Posted 2020-12-05 勇气

1.方法递归

1.1 简介

• 定义：方法自身调用方法自身就是递归。例如：

a(){

a();

}

• 举例：看如下代码即实现的是递归调用：

  /*
  方法递归
   */
  public class MethodDG {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println("main begin");
          doSome();
          System.out.println("main over");
  
  
      }
  /*以下的代码片段虽然只有一份，但是可以被重复调用，并且只要调用doSome方法就会在栈内存中分配一块所属的内存空间
  * */
      public static void doSome() {
          System.out.println("begin");
          doSome();//这行代码不结束，下一行程序是不能被执行的
          System.out.println("over");
  
  
      }
  }

  以上的程序运行的时候肯定会发生如下错误：java.lang.StackOverflowError（这是错误不是异常），栈内存溢出错误，错误发生无法挽回，只有一个结果，就是 JVM 会停止工作。结论：

  • 递归是很耗费栈内存的，递归算法可以不用的时候最好不用。
  • 因此递归一定要有结束条件，如果没有结束条件，会发生栈内存溢出错误，但是即使结束条件是正确的，也可能会发生栈内存溢出错误，因为递归的太深了。

1.2 不使用递归，计算 1 ~ N 的和

• 第一种实现方式：

  public class SumT1 {
      public static void main(String[] args) {
          int n = 5;
          int sum = 0;
          for (int i = 0; i <= n; i++) {
              sum = sum + i;
          }
          System.out.println(sum);
  
      }
  }

   

• 第二种：单独定义一个方法，作为独立功能，可以完成 1~ N 的求和：

  public class SumT1 {
      public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(5));
  
  
      }
      public static int sum(int n){
          int result = 0;
        for (int i=1;i<=n;i++){
            result +=i;
        }
        return result;
      }
  }

1.3 使用递归计算 1~N 的求和

 

public class SumT2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(4));

    }

    public static int sum(int n) {
      if (n==1){
          return 1;
      }
      return n+sum(n-1);
    }
}

 我们分析下问什么按照以上代码即可以实现递归：

• 目标：求取 1 、2、3、4 这四个数字的和；
• 此时实现方式有如下两种方式：
  • 第一种方式：1+2+3+4 正向进行相加
  • 第二种方式：4+3+2+1 逆向进行相加

      很明显我们应该采取第二种方式进行加和。还要注意递归的时候需要有结束条件，不然会发生栈内存溢出错误。所以我们第一步确认递归结束条件：如果 n==1，此时结束递归，将此时的值进行返回。

      如果没有满足递归条件则此时按照如下计算逻辑进行计算：

• • 4+sum(4-1)等价于 4+sum(3)
  • sum(3) = 3+sum(2)
  • sum(2) = 2+sum(1)
  • sum(1) = 1

     因此此时的递归逻辑应该是：4+3+2+1=10，即将我们需要的计算结果进行了返回。

 1.4 计算 N 的阶乘

例如：5 的阶乘：5*4*3*2*1 

• 通过非递归的方式实现

public class Factorial01 {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        int retValue = method(n);
        System.out.println(retValue);

    }

    public static int method(int n) {
        int result = 1;//初始值为1
        for (int i = n; i > 0; i--) {//此时的 i 的值依次为：5 4 3 2 1 
            result *= i;
        }
        return result;
    }
}
执行结果为：120

• 通过递归的方式实现 N 的阶乘，本例中 N 取 5；

  public class Factorial02 {
      public static void main(String[] args) {
      int n = 5;
      int retValue = method(n);
      System.out.println(retValue);
  
      }
      public static int method(int n){
          int result = 1;
          if (n==1){
              return 1;
          }
          return n*method(n-1);
      }
  
  }
  此时计算结果为：120

   如果我们用一个图来描述上述递归过程类似如下的调用过程：

　　

 我们将上述图逆时针旋转 90 度会发现，这其实就是一个栈，main 方法最先调用，但是处于栈底的位置，因此最后出结果，递归结束条件处于栈顶，因而最先出计算结果。