C语言中的递归函数,我觉得好难懂,这正常吗?你们觉得难吗?

小虎哥奇异故事


我也这么觉得哈哈,我当初学习 C 语言时,觉得最难的就是“递归”了,比指针还难理解(C 语言中的指针,很多人都认为难以理解)。

那什么是“递归”呢?

我有一天翻词典时,看到词典这么解释一个词:

惊人的:用来形容惊人的形容词。

这要么是恶搞,要么就是玩笑。然而在数学上确实有很多概念是用自己定义的,举个例子:n 的阶乘等于 n 乘以 n-1 的阶乘,并且 0 的阶乘等于 1。咋一看,似乎它并没有说清楚什么是阶乘,但是这样的描述,却足以让人知道怎样计算阶乘。例如计算 4 的阶乘:

4! = 4 x 3!
= 4 x 3 x 2!
= 4 x 3 x 2 x 1!
= 4 x 3 x 2 x 1 x 0!
= 4 x 3 x 2 x 1 x 1
= 24

并不用细究阶乘到底是什么,只需要按照定义去计算即可,当然,这种定义方式必须要有一个“基础条件”,比如阶乘的“基础条件”就是 0! = 1。如果没有“基础条件”,阶乘只会无限往下推,没有尽头。

C 语言中,什么是递归函数?

说了半天阶乘,就是为“递归”做铺垫的,如果一个概念需要用到自身,我们就称它的定义是递归的。那显然,递归函数一定是调用了自身的函数,这么说有点虚,来看看实例吧,下面用 C 语言计算 n 的阶乘。我们已经知道,递归最重要的就是“基础条件”了,我们先把阶乘的基础条件写好:

上面的代码实现了 0 的阶乘等于 1,那如果 n 大于 0 呢?按照阶乘的定义,应该是 n x fatorial(n-1),用代码实现就是:

这就用 C 语言实现了计算 n 的阶乘。factorial 函数调用了自己,所以 factorial 是递归函数。事实上,不仅仅是直接调用自己,间接调用自己也属于递归函数。比如,A 调用了函数 B,函数 B 又调用了 A,那 A 也是递归函数。

那,递归函数是怎么执行的呢?

为了方便解释,我们在 factorial 函数的else 部分加几个局部变量:

这里以 factorial(3) 为例,用实线箭头表示调用,用虚线箭头表示返回,右边的框表示在调用和返回过程中各函数调用的局部变量的变化情况。

我们看图右边表示存储空间的框的变化过程,随着函数调用的层层深入,存储空间的一端逐渐增长,然后随着函数的层层退出,存储空间的这一端又逐渐缩短,这是一种具有特定性质的数据结构。

它的特性就是只能在某一端增长或缩短,并且每次访问参数和局部变量时只能访问这一末端的单元,而不能访问内部的单元,比如当factorial(2)的存储空间位于末端时,只能访问它的参数和局部变量,而不能访问factorial(3)和main()的参数和局部变量。

具有这种性质的数据结构称为堆栈或栈(Stack)。每个函数调用的参数和局部变量的存储空间(图里的一个小方框)称为一个栈帧(Stack Frame)。系统为每个程序的运行预留了栈空间,函数调用时就在这个栈空间里分配栈帧,函数返回时就释放栈帧。

可以看出,写 C 语言递归函数最重要的就是一定要定义好“基础条件”,不然函数就会永远调用下去,知道系统资源耗尽程序崩溃为止。递归和循环是等价的,用循环能做的事用递归都能做,反之亦然,事实上有的编程语言(如某些LISP)只有递归而没有循环。

计算机硬件能做的所有事情就是数据存取、运算、测试和分支、循环(或递归),在计算机上运行的高级语言写的程序当然也不可能做到更多的事情,虽然高级语言有丰富的语法特性,但也只是为做这些事情提供一些方便。那么,为什么计算机是这样设计的?为什么想到计算机需要具有这几种功能,而不是更多或者更少?这些要归功于早期的计算机科学家,例如Alan Turing,他们在计算机还没有诞生的年代从数学理论上为计算机的设计指明了方向。

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IT刘小虎


你觉得难懂,是正常的。

递归函数属于数据结构与算法中的知识范畴,这部分内容不仅是软件人员的基础,同时又是难点,它需要软件学习人员具有一定的数学水平,而且是高等数学水平,而且这部分知识中的代码思想都非常精简,所以难看懂就很正常了。

最好的办法是,不要仅仅只看书本的内容,还要经常动手编码练一练,这样能加快理解,并且不会遗忘。


Gfilsxin


不是c语言的递归难懂,而是递归本身比较不好理解,但你只要参透那个点,就云开月明了,但还是建议在有可能的条件下不要使用递归,尤其递归深度较深的时候。


又喝多了


有for或while循环不就行了?


IT与隐私安全


所有的语言都可以使用递归,递归和循环是等价的,只不过实现方式不同而已。

一个等价的例子

求1到10累加:

  • 循环 用For循环在循环体內做累加计算,终止条件是 控制变量>10
  • 递归 累加计算和增1计算做递归公式,递归条件 控制变量<=10

递归的优缺点

递归的代码简洁复杂度低 递归在处理复杂嵌套时,具备了循环无法比拟的优势。

  • 递归的内存使用效率略高 递归使用栈的空间,随着循环的进行,前面递归函数不能结束后面的递归函数不断增加,栈空间增加,但到后期,递归函数开始完结,栈空间会迅速释放。相比之下,循环体主要使用堆空间,循环过程中堆空间不断增加,循环结束后不会立即释放堆空间。
  • 递归容易引起栈内存的溢出 由于递归函数是动态申请栈空间,通过编译和静态代码解析,无法发现内存的溢出的问题。因此,递归对程序员的技术能力要求较高。
  • 理论上递归的执行速度略快 这是由于栈的读写速度要高于堆。

日冲信息 黄


递归,就是某函数在内部再次调用了自身,包括直接调用和间接调用。

一,递归函数,必须有退出条件,否则程序必定崩溃,而不是无限循环。

二,递归函数需要注意递归层数不能太大,每次递归调用都会有压栈操作,要占用栈空间,当栈满了,会溢出,破坏数据,函数无法返回,程序崩溃。


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