递归分治-递归
来源:互联网 发布:骆家辉 杨澜 张欣 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 16:02
递归的概念
直接或者间接地调用自身的算法称为递归算法。用函数自身给出的定义的函数称为递归函数。递归的应用是相当规范的, 也易于理解。只是要讲问题抽象成使用递归来解决,这是一个比较困难的过程。
阶乘函数
阶乘函数的定义:
n!=
阶乘函数的自变量n 的定义域是非负整数。递归式的第一个式给出了这个函数的初始值,是非递归定义的。每个递归函数都必须有非递归定义的初始值,否则,递归函数就无法进行计算。
计算该函数的时间复杂度,基本如下:
T(n)=T(n-1)+1
经过计算,得到T(n)=O(n)
代码如下:
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int RecurFunction(int n);int main(){ int num=0; printf("Please input a num:"); scanf("%d",&num); if (num<0) { printf("the data is not allowed\n"); } int result = RecurFunction(num); printf("The %d 的阶乘为%d\n",num,result); return 0;}//递归定义的函数int RecurFunction(int n){ if (n ==0) { return 1; } else { return (n*RecurFunction(n - 1)); }}
Fibonacci数列
无穷数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55……,称为Fibonacci数列。它可以递归地定义为:
F(n) =
代码实现如下:
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int Fabonacci(int n);int main(){ int num = 0; printf("Please input a num:"); scanf("%d", &num); if (num<0) { printf("the data is not allowed\n"); } int result = Fabonacci(num); printf("The Fabonacci(%d)为 %d\n", num, result); return 0;}int Fabonacci(int n){ if (n == 0 || n == 1) { return 1; } else { return Fabonacci(n - 1) + Fabonacci(n - 2); }}
全排列
在高中数学里,我们都学过全排列,其计算公式为A_n^n(n表示全排列的元素个数),比如“123”,其全排列就有6种,分别是“123”、“132”、“213”、“231”、“312”、“321”。那么在编程中如何体现出该公式呢?
算法中这样定义该类问题:设R={r_(1, ) r_(2,) r_3……}是要进行排列的n个元素,R_i=R-{r_i}。集合X中的元素的全排列记为Perm(X).(r_i)Perm(X)表示在全排列Perm(X)的每一个排列前加上前缀r_i得到全排列。R的前排列定义可归纳定义如下:
当n=1时,Perm(R)=(r),其中r是集合R中唯一的元素;
当n>1时,Perm(R)是由(r_1)Perm(R_1), (r_2)Perm(R_2), (r_3)Perm(R_3)……(r_n)Perm(R_n)构成。
所以其递归实现如下(代码是看的网上的:http://blog.csdn.net/caigen1988/article/details/7760177)
代码实现如下:
//全排列的递归实现 #include <stdio.h> #include <string.h> void Swap(char *a, char *b){ char t = *a; *a = *b; *b = t;}//k表示当前选取到第几个数,m表示共有多少数. void AllRange(char *pszStr, int k, int m){ if (k == m) { static int s_i = 1; printf(" 第%3d个排列\t%s\n", s_i++, pszStr); } else { for (int i = k; i <=m; i++) //第i个数分别与它后面的数字交换就能得到新的排列 { Swap(pszStr + k, pszStr + i); AllRange(pszStr, k + 1, m); Swap(pszStr + k, pszStr + i); } }}void Foo(char *pszStr){ AllRange(pszStr, 0, strlen(pszStr) - 1);}int main(){ printf(" 全排列的递归实现\n"); printf(" --by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows )--\n\n"); char szTextStr[] = "1234"; //字符串存储到字符数组中 printf("%s的全排列如下:\n", szTextStr); Foo(szTextStr); return 0;}
递归实现的算法复杂度:T(n)=n*(C+T(n-1))
其中C表示执行交换函数的复杂度,其与问题规模无关,故用常数表示。
经过计算,T(n)=n!
上述算法并未实现去重效果,故去重的全排列如下:
其中关键就是:需要从第一个数字起每个数分别与它后面非重复的数字进行交换。(参见http://blog.csdn.net/caigen1988/article/details/7760177)
代码如下:
//去重全排列的递归实现 #include <stdio.h> #include <string.h> void Swap(char *a, char *b) { char t = *a; *a = *b; *b = t; } //在pszStr数组中,[nBegin,nEnd)中是否有数字与下标为nEnd的数字相等 bool IsSwap(char *pszStr, int nBegin, int nEnd) { for (int i = nBegin; i < nEnd; i++) if (pszStr[i] == pszStr[nEnd]) return false; return true; } //k表示当前选取到第几个数,m表示共有多少数. void AllRange(char *pszStr, int k, int m) { if (k == m) { static int s_i = 1; printf(" 第%3d个排列\t%s\n", s_i++, pszStr); } else { for (int i = k; i <= m; i++) //第i个数分别与它后面的数字交换就能得到新的排列 { if (IsSwap(pszStr, k, i)) { Swap(pszStr + k, pszStr + i); AllRange(pszStr, k + 1, m); Swap(pszStr + k, pszStr + i); } } } } void Foo(char *pszStr) { AllRange(pszStr, 0, strlen(pszStr) - 1); } int main() { printf(" 去重全排列的递归实现\n"); printf(" --by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows )--\n\n"); char szTextStr[] = "122"; printf("%s的全排列如下:\n", szTextStr); Foo(szTextStr); return 0; }
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