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Java中的递归函数及其应用

发布时间:2023-05-24 05:52:36

递归函数是指在函数中调用自身的过程,可以用于解决一些复杂的问题,如树的遍历、排序、组合等。递归函数简单易懂,但是有时容易导致堆栈溢出,因此需要谨慎使用。

例如,我们可以使用递归函数计算斐波那契数列,代码如下:

public int fibonacci(int n) {
    if(n<=0) return 0;
    if(n==1) return 1;
    return fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);
}

上述代码中,当n等于0时,返回0;当n等于1时,返回1;当n大于等于2时,返回前两个数的和。由于每次递归都要计算前两个数的和,因此时间复杂度高达O(2^n)。可以通过使用动态规划来优化时间复杂度。

另一个应用递归函数的例子是树的遍历。树是一种重要的数据结构,常见的遍历方式包括先序遍历、中序遍历、后序遍历和层次遍历。以先序遍历为例,代码如下:

public void preOrder(TreeNode root) {
    if(root==null) return;
    System.out.print(root.val+" ");
    preOrder(root.left);
    preOrder(root.right);
}

上述代码中,如果节点为空,则返回;否则,输出当前节点的值,并递归地对左右子树进行先序遍历。

递归函数还可以用于解决一些组合问题。例如,求解n个元素的所有排列,代码如下:

public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
    List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
    boolean[] used=new boolean[nums.length];
    backtrace(res,new ArrayList<>(),nums,used);
    return res;
}

public void backtrace(List<List<Integer>> res,List<Integer> tempList,int[] nums,boolean[] used) {
    if(tempList.size()==nums.length) {
        res.add(new ArrayList<>(tempList));
        return;
    }
    for(int i=0;i<nums.length;i++) {
        if(used[i]) continue;
        used[i]=true;
        tempList.add(nums[i]);
        backtrace(res,tempList,nums,used);
        used[i]=false;
        tempList.remove(tempList.size()-1);
    }
}

上述代码中,我们定义了一个backtrace函数,其中res表示结果列表,tempList表示当前路径,nums表示数组,used表示标记数组,如果一个元素已经被使用,则标记为true;否则,标记为false。其中,如果tempList的长度等于nums的长度,则将tempList添加到结果列表中;否则,遍历nums数组,如果某个元素还没有被使用,则将其添加到tempList中,并递归调用backtrace函数;在结束后,需要将tempList的最后一个元素删除,并将used数组标记为false。

以上是递归函数的一些应用,总之,递归函数可以使代码更加简洁,易于理解,但也需要考虑时间复杂度和堆栈溢出等问题。