通过递归查找数组中的最大值

Posted 2023-02-19

【中文标题】通过递归查找数组中的最大值

【英文标题】：Find maximum value in an array by recursion

【发布时间】：2012-10-18 12:05:19

【问题描述】：

// Find a maximum element in the array.
findMax(A)
   findMaxHelper(A, 0, A.length)

findMaxHelper(A, left, right)
   if (left == right - 1) 
      return A[left]
   else
      max1 = findMaxHelper(A, left, (right + left) / 2)
      max2 = findMaxHelper(A, (right + left) / 2, right)

      if (max1 > max2) 
         return max1 
      else 
         return max2

我很难理解这段伪代码中发生了什么。

有人可以帮助解释每行发生的情况吗？在回答问题之前，我需要理解这段代码。

我知道函数findMax调用了辅助函数findMaxHelper，然后findMaxHelper使用了递归。除此之外，我真的不明白。

【问题讨论】：

嗯，正在发生的一件事是数组的最大元素正在以非常昂贵的方式计算！

【参考方案1】：

您正在使用Divide and Conquer 算法从数组中查找最大元素。首先，将数组划分为单个元素（除法），然后比较元素（征服）。您正在使用递归调用 findMaxHelper 来划分数组。

分而治之的大致思路如图：

示例：

这里max 与您的findMaxHelper 函数相同，具有两个参数，即left 和right。

查看this 示例以更深入地了解该概念。

【讨论】：

@JustinBains left 和 right 是数组（初始数组和中间数组）的第一个和最后一个元素的索引。

对任何难以理解递归代码的人的一般建议：不要试图深入了解并遵循。最好进行“缩小”并尝试了解更大的图景。递归函数通常接受输入，执行基本操作并针对较小的问题重复相同的操作，就像这段代码 sn-p 中一样。您应该尝试找出较小的问题，这是理解此类代码的核心。

【参考方案2】：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int high,*a,i=0,n,h;
int max(int *);

int main()


    printf("Size of array: ");
    scanf("%d",&n);

    a=(int *)malloc(n*sizeof(int));         //dynamic allocation
    for(i=0;i<n;i++)
    
        scanf("%d",(a+i));
    
        i=0;
    high=*a;
    h=max(a);
    printf("The highest element is %d\n",h);


int max(int *a)


    if(i<n)
       
        if(*(a+i)>high)
        high=*(a+i);
    i++;
    max(a);                     //recursive call
    

    return high;

【讨论】：

欢迎来到 SO。请注意，OP 确实要求对伪代码进行解释。包含一个没有解释的代码答案不太可能有用。

【参考方案3】：

递归不建议在数组中找到最大值，因为它不是必需的。 分而治之算法（递归）的时间成本更高。 但即使你想使用它，你也可以使用我下面的算法。基本上，它将数组的最大元素放在第一个位置，并且运行时间几乎是线性的。（虽然这个算法只是一个递归错觉！）：

        int getRecursiveMax(int arr[], int size)
          if(size==1)
                      return arr[0];
          else
                 if(arr[0]< arr[size-1])
                                      arr[0]=arr[size-1];
                     
                 return(getRecursiveMax(arr,size-1));
            

           

【参考方案4】：

Jaguar 很好地阐述了这个概念，Paul 提供了正确而详细的解释。 除此之外，我想分享一个简单的 C 代码，让您了解代码是如何得到的 执行。这是 Jaguar 使用的相同输入的代码：

#include<stdio.h>
int findMaxHelper(int A[], int left, int right)
   int max1,max2;
   int static tabcount;
   int loop;
   for(loop = 0 ; loop <tabcount;loop++) printf("\t");
   tabcount++;
   printf(" Entering: findMaxHelper(A, left = %d ,right = %d)\n\n",left,right);
   if (left == right - 1) 
      for(loop = 0 ; loop <tabcount;loop++) printf("\t");
      printf("\b\b\b\b\b\b\bLeaving: findMaxHelper(A, left = %d ,right = %d)| returning %d\n\n",left,right , A[left]);
      tabcount--;
      return A[left];
   
   else
   
      max1 = findMaxHelper(A, left, (right + left) / 2);
      max2 = findMaxHelper(A, (right + left) / 2, right);

      if (max1 > max2) 
    for(loop = 0 ; loop <tabcount;loop++) printf("\t");
    printf("\b\b\b\b\b\b\bLeaving: findMaxHelper(A, left = %d ,right = %d) | returning max1=%d\n\n",left,right,max1);
    tabcount--;
    return max1;
    
      else 
     for(loop = 0 ; loop <tabcount;loop++) printf("\t");
     printf("\b\b\b\b\b\b\bLeaving: findMaxHelper(A, left = %d ,right = %d)| returning max2=%d\n\n",left,right,max2);
     tabcount--;
     return max2;
    

   


int main ()
    int A[] =  34,3,47,91,32,0 ;
    int Ans =findMaxHelper(A,0,7);  
    printf( "And The Answer Is = %d \n",Ans);

你可以将代码复制粘贴到你的 linux 机器上...也许在每次 printf 之后放置 sleep(5) 看看递归是如何工作的！... 希望这可以帮助... 我还将在这里分享我系统的输出：

Entering: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 7)

     Entering: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 3)

         Entering: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 1)

         Leaving: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 1)| returning 34

         Entering: findMaxHelper(A, left = 1 ,right = 3)

             Entering: findMaxHelper(A, left = 1 ,right = 2)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 1 ,right = 2)| returning 3

             Entering: findMaxHelper(A, left = 2 ,right = 3)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 2 ,right = 3)| returning 47

         Leaving: findMaxHelper(A, left = 1 ,right = 3)| returning max2=47

     Leaving: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 3)| returning max2=47

     Entering: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 7)

         Entering: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 5)

             Entering: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 4)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 4)| returning 91

             Entering: findMaxHelper(A, left = 4 ,right = 5)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 4 ,right = 5)| returning 32

         Leaving: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 5) | returning max1=91

         Entering: findMaxHelper(A, left = 5 ,right = 7)

             Entering: findMaxHelper(A, left = 5 ,right = 6)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 5 ,right = 6)| returning 0

             Entering: findMaxHelper(A, left = 6 ,right = 7)

             Leaving: findMaxHelper(A, left = 6 ,right = 7)| returning 0

         Leaving: findMaxHelper(A, left = 5 ,right = 7)| returning max2=0

     Leaving: findMaxHelper(A, left = 3 ,right = 7) | returning max1=91

 Leaving: findMaxHelper(A, left = 0 ,right = 7)| returning max2=91

And The Answer Is = 91 

【参考方案5】：

findMaxHelper每次将数组分成两半，在left,right中求最大值：

例如你有数组A = [1, 3, 5, 8]，调用findMax(A) -> findMaxHelper(A, 0, A.length):

     max1 | max2
     1 3  | 5 8

max1|max2 | max1|max2
1   |3    | 5   |8