知者何南 发表于 2024-8-12 10:31:50

Self-study Python Fish-C Note14 P50to51

函数 (part 4)

本节主要讲函数 递归
递归 (recursion)

递归就是函数调用自身的过程
示例1:
def fun1(i):
    if i > 0:
      print('something')
      i-=1
      fun1(i)
fun1(5) # 这样就会打印五遍 'something'
something
something
something
something
something
要让递归正常工作,肯定要有一个结束条件,并且每次调用都会向着这个结束条件去推进。比如上面的例子,加上一个 if 条件语句,让递归在恰当的时候举行回。归小心无限调用的死循环(可以使用 Ctrl + C 强制结束)
有这样一句话“天才程序员用递归,普通程序员用迭代”。接下来我们用几个例子来批判比力一下相同任务递归与迭代的区别:
示例2,求一个数的阶乘:
在数学中,正整数的阶乘(英语:factorial)是全部小于等于该数的正整数的积,记为 n! 比方5的阶乘表示为 5!,其值为120
# 使用迭代
def fact1(n):
    result = n
    for i in range(1,n):
      result*=i
    return result
print(fact1(5))
print(fact1(10))
print(fact1(1))
120
3628800
1
# 使用递归
def fact2(n):
    if n == 1:
      return 1
    else:
      return n*fact2(n-1)
print(fact2(5))
print(fact2(10))
print(fact2(1))
# print(fact2(-1))这个如果运行会进入无限循环,挂掉
120
3628800
1
以 fact2(5) 为例,代码中实际做的如下:
递归过程结果fact2(5) = 5 * fact2(4)——> fact2(5) = 5 * 4 * 3 * 2 * 1fact2(4) = 4 * fact2(3)——> fact2(4) = 4 * 3 * 2 * 1fact2(3) = 3 * fact2(2)——> fact2(3) = 3 * 2 * 1fact2(2) = 2 * fact2(1)——> fact2(2) = 2 * 1fact2(1) = 1——> fact2(1) = 1 示例3,斐波那契数列:
斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称“兔子数列”,其数值为 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89……这个数列从第3项开始 ,每一项都等于前两项之和。
# 迭代法
def fib1(n):
    a = 1
    b = 1
    c = 1
    while n > 2:
      c = a + b
      a = b
      b = c
      n-=1
    return c
print(fib1(1))
print(fib1(2))
print(fib1(3))
print(fib1(4))
print(fib1(5))
print(fib1(6))
1
1
2
3
5
8
# 递归法
def fib2(n):
    if n==1 or n==2:
      return 1
    else:
      return fib2(n-1)+fib2(n-2)
print(fib2(1))
print(fib2(2))
print(fib2(3))
print(fib2(4))
print(fib2(5))
print(fib2(6))
1
1
2
3
5
8
此时:
调用代码过程结果fib2(1)直接去到 return 11fib2(2)直接去到 return 21fib2(3)fib2(3)=fib2(2)+fib2(1)=22fib2(4)fib2(4)=fib2(3)+fib2(2)=fib2(2)+fib2(1)+fib2(2)3fib2(5)fib2(5)=fib2(4)+fib2(3)=fib2(3)+fib2(2)+fib2(2)+fib2(1)=fib2(2)+fib2(1)+2*fib2(2)+fib2(1)=55fib2(6)…8……… 如果我们使用递归计算第 120 个数 即 fib2(120), 我们会发现计算了很长时间依然无法计算出结果。反而,使用迭代 fib1(120) 结果计算的很快。这就表现了递归和迭代之间的效率问题。每一次调用递归函数,他并不会立刻返回,而是要比及最底层的谁人函数返回,然后在一层一层往上走,这个过程黑白常泯灭资源的。
汉诺塔

有三根杆子A,B,C。A杆上有 N 个 (N>1) 穿孔圆盘,盘的尺寸由下到上依次变小。要求按下列规则将全部圆盘移至 C 杆:
(1) 每次只能移动一个圆盘;
(2) 大盘不能叠在小盘上面。
提示:可将圆盘临时置于 B 杆,也可将从 A 杆移出的圆盘重新移回 A 杆,但都必须遵照上述两条规则
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/4b63bd35118c4d9ea06dd4cdd30542cf.png
def hanoi(n,x,y,z):
    if n==1:
      print(x,'-->',z) # 如果只有1层,直接将金片从 x 移动到 z
    else:
      hanoi(n-1,x,z,y) # 将 x 上的 n-1 个金片移动到 y
      print(x,'-->',z) # 将放在最下面的金片从 x 移动到 z
      hanoi(n-1,y,x,z) # 将 y 上的 n-1 个金片移动到 z

hanoi(5,'A','B','C')
A --> C
A --> B
C --> B
A --> C
B --> A
B --> C
A --> C
A --> B
C --> B
C --> A
B --> A
C --> B
A --> C
A --> B
C --> B
A --> C
B --> A
B --> C
A --> C
B --> A
C --> B
C --> A
B --> A
B --> C
A --> C
A --> B
C --> B
A --> C
B --> A
B --> C
A --> C
总结递归函数的实验逻辑:递归函数在调用的时候不会直接立刻的去返回,而是经过层层调用,直到遇到符合条件的时候再触发返回机制,接着再逐层的返回。留意,递归函数肯定要有一个结束条件
附言:
题目:Self-study Python Fish-C Note-14 P50-P51
本文为自学B站上鱼C的python课程随手做的笔记。一些概念和例子我个人为更好的明白做了些查询和补充
因本人程度有限,如有任何问题,接待大家批评指正!
原视频链接:https://www.bilibili.com/video/BV1c4411e77t?p=8

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