C语言函数—递归

本文介绍了递归的概念、编程技巧及其在解决问题中的应用,通过实例演示如何编写递归函数打印整数每一位,同时强调了递归的限制条件和避免栈溢出的重要性。还提供了程序员知乎链接以供进一步学习。

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这方面内容涉及到栈的使用,我们的递归函数如果被执行那么系统将会自动的去创建一个栈,相关内容有机会单独写文章讲解


什么是递归?

程序调用自身的编程技巧称为递归( recursion)。

递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。

一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接 调用自身的 一种方法,它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解, 递归策略 只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算,大大地减少了程序的代码量。

递归的主要思考方式在于:把大事化小

写一个简单的递归函数看看什么效果

int main()
{
	printf("hehe");
	main();
	return 0;
}

运行结果

image-20240314211920562

这是个错误的示范,大家别尝试,看一下结果就好

overflow 栈溢出了

递归的两个必要条件

  • 存在限制条件,当满足这个限制条件的时候,递归便不再继续。
  • 每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。

当然,这样子看可能会不是很清楚,我们来通过简单的例子来学习什么是递归函数

练习:

接受一个整型值(无符号),

按照顺序打印它的每一位。

例如: 输入:1234,输出 1 2 3 4

解题思路

这道题很简单,相信大家都会做,我们每次模10,就可以得到末位

1234 % 10 = 4

我们每次除10就可以去掉最后一位,再求模就可以得到末位

1234 / 10 = 123

123 % 10 = 3

123 / 10 = 12

12 % 10 = 2

12 / 10 = 1

1 % 10 = 1

那我们打印顺序就变成了 4 3 2 1,怎么办呢,可以存在数组倒着打印,有没有更简单的办法

递归怎么去做呢?
print(1234)
print(123)   4//把最后一位取出来打印
print(12)  3 4
print(1) 2 3 4//需要处理打印的数字越来越小,直到最后的1,那就很简单
//我们现在就把问题转换成了与原问题相似,但是比原问题简单的问题
#include <stdio.h>
void print(int n)//void 我们不需要返回值,在函数内直接打印就行
{
	if (n > 9)//意味着不是一个个位数,至少是两位
	{
		print(n / 10);//函数自己调用自己
	}
	printf("%d ", n % 10);
}
int main()
{
	int num = 1234;
	print(num);
    //调用函数,打印每一位
	return 0;
}

可能不是很好理解,什么意思呢?

我尽量画一个图来展示一下过程

1ff9df8b7877de328485b31a38dca35

这里要明白的是,if函数内的循环执行完才会执行下一条语句打印语句,可实际上每一次执行if函数都直接又重新开始,直到不再进入if函数,才开始一层一层往上的去执行完打印语句,大家可以参照图理解

黄色框即为栈

栈区空间并不是无限的,递归函数实际上很容易就会遇到递归层次过深二引起的栈区空间用尽,也就是栈溢出(Stack overflow)

注意

所以当我们在写递归代码时:

  1. 不能死递归,都要有跳出条件,每次递归都要逼近跳出条件
  2. 递归层次不能太深

分享一下程序员的知乎

https://stackoverflow.com/

  1. 英文提问,英文回答
  2. 可以了解一下这个网站,以后跟面试官有的聊
### C语言中的函数递归及其用法 #### 什么是函数递归? 在C语言中,函数递归是指一个函数在其自身的函数体内部调用了自己的一种编程技术。这种机制使得某些复杂问题可以通过分解成更小的子问题来解决[^2]。 #### 函数递归的基本结构 为了实现有效的递归,通常需要满足以下几个条件: 1. **基准条件(Base Case)**:这是递归停止的地方,防止无限循环导致堆栈溢出。 2. **递推表达式(Recursive Expression)**:通过将大问题逐步缩小到较小规模的问题来进行求解。 下面是一个经典的阶乘计算例子: ```c #include <stdio.h> // 定义递归函数用于计算阶乘 int factorial(int n) { if (n == 0 || n == 1) { // 基准条件 return 1; } else { return n * factorial(n - 1); // 递推表达式 } } int main() { int number; printf("请输入一个正整数以计算其阶乘: "); scanf("%d", &number); if (number >= 0) { printf("%d 的阶乘是 %d\n", number, factorial(number)); } else { printf("输入错误! 阶乘只适用于非负整数。\n"); } return 0; } ``` 在这个例子中,`factorial()` 是一个典型的递归函数。它利用了一个简单的逻辑——任何大于零的自然数 `n` 的阶乘都可以表示为 `n * (n-1)!`,直到达到基本情况即 `n=0 或者 n=1`[^3]。 #### 关于递归的一些注意事项 尽管递归是一种强大的工具,但也存在一些潜在的风险和局限性。例如,在上述无终止条件的情况下不断自我调用最终会导致系统资源耗尽而崩溃的情况: ```c void endlessRecursion() { printf("This will eventually cause a stack overflow.\n"); endlessRecursion(); // 缺乏退出条件 } ``` 此代码片段展示了没有适当基线情况下的危险后果—持续增加的新层压入调用栈直至超出容量限制引发异常中断。 因此,在设计递归算法时务必小心谨慎地设定好边界条件以及考虑性能影响等因素。
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