递归算法与非递归算法的转化


 递归算法实际上是一种分而治之的方法,它把复杂问题分解为简单问题来求解。对于某  些复杂问题(例如 hanio塔问题),递归算法是一种自然且合乎逻辑的解决问题的方式,  但是递归算法的执行效率通常比较差


 常采用递归算法来分析问题,用非递归算法来求解问题。另外,有些程序设计语言不支  持递归,这就需要把递归算法转换为非递归算法。


 将递归算法转换为非递归算法有两种方法,一种是直接求值,不需要回溯,使用一些变  量保存中间结果,称为直接转换法另一种是不能直接求值,需要回溯,使用栈保存中  间结果,称为间接转换法。 

 


 直接转换法 


  直接转换法通常用来消除尾递归和单向递归,将递归结构用循环结构来替代。 

  尾递归是指在递归算法中,递归调用语句只有一个,而且是处在算法的最后。例如求阶乘的递归算法: 

 

<span style="font-size:18px;"> long fact(int n) 
  { 
     if (n==0) return 1; 
     else return n*fact(n-1); 
  } </span>


  当递归调用返回时,是返回到上一层递归调用的下一条语句,而这个返回位置正好是算法的结束处,所以 
不必利用栈来保存返      回信息。
对于尾递归形式的递归算法,可以利用循环结构来替代。

     例如求阶乘的递归算法 

     可以写成如下循环结构的非递归算法: 
  long fact(int n) 
  int s=0; 

  for (int i=1; i<n; i++) { 

  s=s*i; //用s保存中间结果 
  return s; 

     } 

      }


  单向递归是指递归算法中虽然有多处递归调用语句,但各递归调用语句的参数之间没有关系,并且这些递归 

     调用语句都处在递归算法的最后

     显然,尾递归是单向递归的特例。例如求斐波那契数列的递归算法如下: 

  int func(int n) 
  { 
      if (n= =1 | | n= =0) return 1; 

      else return func(n-1)+func(n-2); 

  } 


  对于单向递归,可以设置一些变量保存中间结构,将递归结构用循环结构来替代

     例如求斐波那契数列的算 法中用s1和s2保存中间的计算结果,非递归函数如下

  int f(int n) 
      int i, s; 
        int s1=1, s2=1; 
        for (i=3; i { 
           s=s1+s2; 
           s2=s1; // 保存f(n-2)的值 
           s1=s; //保存f(n-1)的值 
       } 
       return s; 

  } 



 间接转换法 


    该方法使用栈保存中间结果,一般需根据递归函数在执行过程中栈的变化得到。其一般过程如下: 

       <1>将初始状态s0进栈 

    <2>while (栈不为空) 
         { 
             退栈,将栈顶元素赋给s; 

             if (s是要找的结果) {

                       返回;

                 } 

             else { 
                   寻找到s的相关状态s1; 
                   将s1进栈; 
                    } 

         } 


    间接转换法在数据结构中有较多实例,如二叉树遍历算法的非递归实现、图的深度优先遍历算法的非递归实现等等。

    原文作者:递归算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/tkp2014/article/details/40791181
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