递归:另一种控制机制
1. 什么是递归?
在编程中,我们之前学习过循环和选择作为控制技术,现在来了解另一种控制机制——递归。从语法上看,递归很简单,它是一个调用自身的函数。例如:
def f(n):
...
f(n - 1)
乍一看,这似乎很奇怪。以第15.2节中的阶乘递归函数为例,它看起来像是在循环定义,用自身来定义自身,这怎么行得通呢?
关键在于理解,如果存在一个条件使这种循环结束,即递归在某一点“触底”,那么递归就不是循环的。理解递归意味着要理解问题的两个部分:
- 如何将问题分解成更小的部分,每个部分都可以由函数处理,然后再“组合起来”。
- 确定函数的递归调用何时结束,也就是递归何时“触底”。
递归本质上是一种分治法的算法,我们经常用这种方法来设计算法。递归将一个问题分解成若干部分,直到最小的部分,解决最小的部分,然后将这些小的解决方案重新组合成一个整体答案。
正确控制递归需要处理两种不同的情况。第一种情况是终止递归序列,称为基本情况(base case)。如果缺少基本情况,递归函数调用将永远进行下去,这样的程序永远不会得出答案,这就是无限递归。第二种情况是递归步骤,它既分解问题又重新组合部分解决方案。
递归在很多情况下都会出现。英语语言也允许递归,一个经典且有趣的无限递归例子是一个简单地引用自身的递归定义。例如,来自术语文件的“递归定义”的实际且无用的定义:
Recursion:
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