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首頁(yè) Java java教程 遞歸:概念、組件和實(shí)際應(yīng)用 — Java

遞歸:概念、組件和實(shí)際應(yīng)用 — Java

Jan 13, 2025 am 10:44 AM

Recursion: Concepts, Components, and Practical Applications — Java

本文解釋了編程中遞歸的概念。它描述了其關(guān)鍵組件:基本情況和遞歸情況。它使用 Java 示例說(shuō)明了如何實(shí)現(xiàn)遞歸,并強(qiáng)調(diào)了防止無(wú)限循環(huán)和堆棧溢出錯(cuò)誤的保護(hù)措施。


在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,理解遞歸的概念至關(guān)重要,因?yàn)樗ǔJ歉鼜?fù)雜算法的基礎(chǔ),而在編程中,它是一種用于通過(guò)將問(wèn)題分解為更小、更易于管理的子問(wèn)題來(lái)解決問(wèn)題的工具。這篇文章使用 Java 編程語(yǔ)言探討了遞歸方法的組成部分——基本情況和遞歸情況。

遞歸方法解釋

遞歸算法或方法通過(guò)調(diào)用自身并將問(wèn)題分解為更小、更易于管理的子問(wèn)題來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題。

創(chuàng)建遞歸方法的基本組件是基本情況和遞歸情況。

  • 基本情況 是一個(gè)條件,當(dāng)滿足時(shí)停止遞歸,通常在 if 語(yǔ)句中。
  • 遞歸情況是一組代碼行或功能,如果不滿足基本情況條件,則計(jì)算這些代碼行或功能,后面始終跟隨遞歸方法,通常使用修改后的輸入調(diào)用自身。通常,代碼行和遞歸調(diào)用位于檢查基本條件是否滿足的“if”語(yǔ)句后面的“else”語(yǔ)句中。但是,如果“if”語(yǔ)句包含“return”語(yǔ)句,則代碼行和遞歸調(diào)用將位于“if”語(yǔ)句之后。

請(qǐng)注意,當(dāng)且僅當(dāng)基本情況條件基于獨(dú)立變化的外部因素時(shí),使用未修改的輸入調(diào)用自身的遞歸方法或不接受輸入的遞歸方法不會(huì)創(chuàng)建無(wú)限遞歸循環(huán)方法的輸入。

為了避免創(chuàng)建無(wú)限遞歸方法,該方法需要至少包含一個(gè)最終將達(dá)到的基本情況。請(qǐng)注意,遞歸方法可以有多個(gè)基本情況。例如,遞歸方法可以包含檢查特定條件的基本情況,而其他方法可以充當(dāng)保障措施。如果從未達(dá)到第一個(gè)基本情況條件,計(jì)數(shù)器等保護(hù)措施可以根據(jù)可用計(jì)算內(nèi)存限制遞歸次數(shù),從而防止堆棧溢出錯(cuò)誤。

旁注:Python 編程語(yǔ)言有一個(gè)內(nèi)置機(jī)制,可以限制程序可以執(zhí)行的遞歸次數(shù)。如果需要,可以使用 Python 系統(tǒng) (sys) 庫(kù)修改(減少或增加)此限制。

這是一個(gè)遞歸方法的示例:

import java.util.Random;

public class AreWeThereYet {
    private static final Random randomGenerateMiles = new Random();

    public static void askAreWeThereYet(int totalMilesDriven, int tripTotalMiles) {

        // ---- Base case ---- We've arrived!
        if (totalMilesDriven >= tripTotalMiles) {
            System.out.println("We're here! Finally!");
            return;
        }

        // ---- Recursive case ----
        // Miles driven
        int milesDriven = randomGenerateMiles.nextInt(50) + 1; // Drive 1-50 miles

        // Keep asking and driving
        System.out.println("Are we there yet?");
        System.out.println("Not yet, we've traveled " + totalMilesDriven + "miles.");

        if (milesDriven + totalMilesDriven >= tripTotalMiles) {
            milesDriven = tripTotalMiles - totalMilesDriven;
        }

        System.out.println("--- Drives " + milesDriven + " miles ---");
        totalMilesDriven += milesDriven;

        // ---- Recursive call ----
        askAreWeThereYet(totalMilesDriven, tripTotalMiles);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int tripTotalMiles = 100; // Total trip distance
        System.out.println("Trip total miles: " + tripTotalMiles);
        askAreWeThereYet(0, tripTotalMiles);
    }
}

輸出

import java.util.Random;

public class AreWeThereYet {
    private static final Random randomGenerateMiles = new Random();

    public static void askAreWeThereYet(int totalMilesDriven, int tripTotalMiles) {

        // ---- Base case ---- We've arrived!
        if (totalMilesDriven >= tripTotalMiles) {
            System.out.println("We're here! Finally!");
            return;
        }

        // ---- Recursive case ----
        // Miles driven
        int milesDriven = randomGenerateMiles.nextInt(50) + 1; // Drive 1-50 miles

        // Keep asking and driving
        System.out.println("Are we there yet?");
        System.out.println("Not yet, we've traveled " + totalMilesDriven + "miles.");

        if (milesDriven + totalMilesDriven >= tripTotalMiles) {
            milesDriven = tripTotalMiles - totalMilesDriven;
        }

        System.out.println("--- Drives " + milesDriven + " miles ---");
        totalMilesDriven += milesDriven;

        // ---- Recursive call ----
        askAreWeThereYet(totalMilesDriven, tripTotalMiles);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int tripTotalMiles = 100; // Total trip distance
        System.out.println("Trip total miles: " + tripTotalMiles);
        askAreWeThereYet(0, tripTotalMiles);
    }
}

總而言之,遞歸是解決復(fù)雜問(wèn)題的一種優(yōu)雅而強(qiáng)大的方法。通過(guò)定義基本案例和遞歸案例,開發(fā)人員可以創(chuàng)建有效管理問(wèn)題復(fù)雜性的算法。但是,確保遞歸適當(dāng)停止以防止無(wú)限循環(huán)或堆棧溢出錯(cuò)誤非常重要。提供的 Java 示例“AreWeThereYet”實(shí)際演示了這些原則,展示了如何動(dòng)態(tài)使用遞歸來(lái)解決問(wèn)題,同時(shí)保持清晰度和功能性。當(dāng)我們繼續(xù)探索編程技術(shù)時(shí),遞歸仍然是一項(xiàng)非常寶貴的技能,它強(qiáng)調(diào)了深思熟慮的問(wèn)題分解和方法設(shè)計(jì)的重要性。


最初由 Level UP Coding 于 2024 年 11 月 8 日在 Medium 上的 Alex.omegapy 發(fā)表。

以上是遞歸:概念、組件和實(shí)際應(yīng)用 — Java的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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