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社区首页 >问答首页 >什么定义了递归函数?

什么定义了递归函数?
EN

Stack Overflow用户
提问于 2015-08-19 19:32:42
回答 4查看 271关注 0票数 6

除了向here提出的简单问题之外,基于this的评论

问题是,在什么时候解决方案停止被认为是递归的,即使实现的基本算法是递归的?

为了完整起见,所有情况下都使用下列功能:

代码语言:javascript
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int counter=0;
int reps=0;

void show(int x)
{
#ifdef OUTPUT
    printf("==============>>> %d <<<\n", x);
#endif
    counter+=x;
    ++reps;
}

int bit_val(unsigned int v)
{
  static const int MultiplyDeBruijnBitPosition2[32] =
  {
    0, 1, 28, 2, 29, 14, 24, 3, 30, 22, 20, 15, 25, 17, 4, 8,
    31, 27, 13, 23, 21, 19, 16, 7, 26, 12, 18, 6, 11, 5, 10, 9
  };
  return MultiplyDeBruijnBitPosition2[(unsigned int)(v * 0x077CB531U) >> 27];
}

案例1:清晰递归

代码语言:javascript
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void uniq_digitsR(int places, int prefix, int used) {
  if (places==1) {
    show(prefix*10+bit_val(~used));
    return;
  }
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while(unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digitsR(places-1, base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

int uniq_digits9() {
  unsigned int used=~((1<<10)-1); // set all bits except 0-9
  used |= 1;                      // unset 0
  uniq_digitsR(9, 0, used);
  return 0;
}

案例2:硬编码展开

请注意,函数在任何时候都不会调用自己或任何直接或间接调用者。

代码语言:javascript
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void uniq_digits1(int prefix, unsigned int used) {
  show(prefix*10+bit_val(~used));
}

void uniq_digits2(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits1(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits3(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits2(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits4(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits3(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits5(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits4(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits6(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits5(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits7(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits6(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits8(int prefix, unsigned int used) {
  int base=prefix*10;
  unsigned int unused=~used;
  while (unused) {
    unsigned int diff=unused & (unused-1);
    unsigned int bit=unused-diff;
    unused=diff;
    uniq_digits7(base+bit_val(bit), used|bit);
  }
}

void uniq_digits9() {
  unsigned int used=~((1<<10)-1); // set all bits except 0-9
  used |= 1;                      // unset 0
  for (int i = 1; i < 10; i++) {
    unsigned int bit=1<<i;
    uniq_digits8(i,used|bit);
  }
}

案例3:迭代版本

注意,没有调用任何函数(除了明显显示),但算法是相同的。

代码语言:javascript
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void uniq_digits(const int array[], const int length) {
  unsigned int unused[length-1];                    // unused prior
  unsigned int combos[length-1];                    // digits untried
  int digit[length];                                // printable digit
  int mult[length];                                 // faster calcs
  mult[length-1]=1;                                 // start at 1
  for (int i = length-2; i >= 0; --i)
     mult[i]=mult[i+1]*10;                          // store multiplier
  unused[0]=combos[0]=((1<<(length))-1);            // set all bits 0-length
  int depth=0;                                      // start at top
  digit[0]=0;                                       // start at 0
  while(1) {
    if (combos[depth]) {                            // if bits left
      unsigned int avail=combos[depth];             // save old
      combos[depth]=avail & (avail-1);              // remove lowest bit
      unsigned int bit=avail-combos[depth];         // get lowest bit
      digit[depth+1]=digit[depth]+mult[depth]*array[bit_val(bit)]; // get associated digit
      unsigned int rest=unused[depth]&(~bit);       // all remaining
      depth++;                                      // go to next digit
      if (depth!=length-1) {                        // not at bottom
        unused[depth]=combos[depth]=rest;           // try remaining
      } else {
        show(digit[depth]+array[bit_val(rest)]);    // print it
        depth--;                                    // stay on same level
      }
    } else {
      depth--;                                      // go back up a level
      if (depth < 0)
        break;                                      // all done
    }
  }
}

那么,CASE 1只是递归的吗?还是我们也包括CASE 2,甚至CASE 3

EN

回答 4

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2015-08-19 19:46:43

函数的递归定义与其递归实现(或算法)有区别。

函数可以以递归的方式进行数学定义,但是计算此函数的算法(即实现)很可能是非递归的,反之亦然。

请注意,对于同一个函数,可能有不同的数学定义和不同的算法。

在您提供的示例中,很明显,案例1--实现是递归的,而案例2和案例3--实现不是递归的,不管函数的数学定义是递归的还是非递归的。

为了将其保留在问题的范围内,我有意不触及直接/间接递归,也没有触及一些仅通过递归表示迭代的纯函数式语言。

票数 10
EN

Stack Overflow用户

发布于 2015-08-19 22:40:49

当在任何时候,对于任何输入,在激活链中没有出现任何函数的多个实例时,解决方案就不再是递归的:没有重新输入任何函数。

“展开递归”是否递归?这取决于我们是在谈论展开解决方案所依据的概念,还是它的实现。

显然,实现不是递归的。

显然,函数的展开副本是基于递归实现的机械重复,解决方案仍然表示该解决方案的某些方面;当您查看代码时,很明显可以将其回滚到递归实现中。我们还可以根据算法的递归描述验证该解决方案;也就是说,以递归算法的描述为指导,我们可以很容易地说服自己,未展开的实现是正确的还是错误的。

很明显,展开的代码就是:递归解决方案的展开实现。我们不能否认与递归规范的连接,但是我们必须承认递归没有发生。

票数 2
EN

Stack Overflow用户

发布于 2015-08-19 20:55:56

阿列克斯-谢斯特罗夫给出的答案只是为了稍微扩展一下。显式递归通常是昂贵的,并且取决于用例,它有溢出堆栈的风险,这就是为什么在实践中通常通过与您类似的转换来避免这种情况。

考虑一个尾递归函数.跟听起来一样,尾递归函数是在函数调用中不保留任何状态的函数(递归调用位于末尾)。编译器通常会将这些实现为迭代代码,因为这是一个简单的转换。

递归是描述函数的一种非常简洁的方法,这就是为什么使用它来描述大量函数的原因(即Fibonacci数)。但是,在实践中,通常更好的做法是迭代地重新表述它们。

用斐波纳契数字..。

代码语言:javascript
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F(0) = 0
F(1) = 1
F(N) = F(N-1) + F(N-2)

所以,通常在C++中它可以用.

代码语言:javascript
复制
size_t fib(size_t n) {

  if (n == 0)
    return 0;

  if (n == 1)
    return 1;

   return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

尽管它效率很低(重新计算值、在调用堆栈上存储数据等等)。一种优化是回溯函数调用。但是,实际值可以自下而上地构造,所以最好是简单地迭代地重新表示它。

代码语言:javascript
复制
size_t fib(size_t n) {

  size_t p = 0, c = 1;

  if (n == 0)
    return 0;

   while (n--) {

     size_t t = c;

     c = p + c;
     p = t;
   }

  return c;
}

为了好玩,哈斯克尔也是这样.

代码语言:javascript
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fib n = fibs !! n
  where fibs = 0 : 1 : zipWith (+) fibs (tail fibs)
票数 1
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原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/32104129

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