C语言函数的递归

一、递归函数的定义

所谓递归函数是指一个函数的函数体中直接调用或间接调用了该函数自身的函数。

递归函数调用的执行过程分为两个阶段。
递推阶段:从原问题出发,按递归公式递推从未知到已知,最终达到递归终止条件。
回归阶段:按递归终止条件求出结果,逆向逐步代入递归公式,回归到原问题求解。
示例程序如下:

#include<stdio.h>
double factorial(int n);
int main()
{
	double r;
	r=factorial(5);
	printf("5!=%lf\n",r);
	return 0;
}

double factorial(int n)
{
	if(n<=1)
	return 1;
	return(n*factorial(n-1));
}

程序执行结果如下:

5!=120.000000

该程序实现了n!,已知0!或1!是1。递归规律是:n!=n×(n-1)!。

二、函数调用机制说明

任何函数之间不能嵌套定义,调用函数与被调用函数之间相互独立(彼此可以调用)。发生函数调用时,被调函数中保护了调用函数的运行环境和返回地址,使得调用函数的状态可以在被调函数运行返回后完全恢复,而且该状态与被调函数无关。

被调函数运行的代码虽是同一个函数的代码体,但由于调用点,调用时状态,返回点的不同,可以看作是函数的一个副本,与调用函数的代码无关,所以函数的代码是独立的。被调函数运行的栈空间独立于调用函数的栈空间,所以与调用函数之间的数据也是无关的。函数之间靠参数传递和返回值来联系,函数看作为黑盒。

三、递归调用的形式

递归调用有直接递归调用和间接递归调用两种形式。
直接递归即在函数中出现调用函数本身。

 void a()
(
	a();/*函数a中调用函数a,直接递归*/
} 

而其他函数又调用了本函数,这一过程称间接递归。

void a()
(
	b();/*函数a中调用函数b*/

}
void b()
(
	a();/*函数b中调用函数a-间接递归*/
)

### 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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