迭代递归尾递归效率比较

最新推荐文章于 2022-10-08 14:53:03 发布

原创最新推荐文章于 2022-10-08 14:53:03 发布 · 525 阅读

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本文通过使用Java和C语言实现斐波那契数列的迭代、递归和尾递归方式，并通过运行时间对比分析了递归与尾递归的性能差异，揭示了Java与C语言中递归执行效率的不同。

尾递归就是只有递推没有回归的递归.

我用java程序分别以迭代、递归、尾递归的方式实现斐波那契数列（45），然后观察他们的运行所花费的时间。

public class Test {

    public int iterator(int n) {
        if(n <= 0) {
            return 0;
        }
        int first = 1;
        int second = 1;
        int result = 1;
        for(int i = 3; i <= n; ++i) {
            result = first + second;
            first = second;
            second = result;
        }
        return result;
    }

    public int recursion(int n) {
        if(n <= 0) {
            return 0;
        }
        if(n <= 2) {
            return 1;
        }
        return recursion(n - 1) + recursion(n - 2);
    }

    public int tailRecursion(int n, int first, int second) {
        if(n <= 0) {
            return 0;
        }
        if(n <= 2) {
            return second;
        }
        return tailRecursion(n - 1, second, first + second);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = Integer.parseInt(args[0]);
        Test test = new Test();
        //System.out.println(test.iterator(n));
        //System.out.println(test.recursion(n));
        System.out.println(test.tailRecursion(n, 1, 1));
    }
}

迭代：0.054s

递归：3.615s

尾递归：0.057s

迭代竟然和非递归的时间相差无几，以前一直看书上说迭代效率低，但是不知低在哪，现在终于知道了，递推的时候需要压栈，栈维护了每个函数调用的信息直到回归的时候才释放（出栈）。而尾递归因为没有回归过程，不需要维护一个庞大的栈，新调用的函数会把原先的函数覆盖掉。
然后我又用c语言实现了一遍，结果令我震惊。

#include <stdio.h>

int iterator(int n) {
    if(n <= 0) {
        return 0;
    }
    int first = 1;
    int second = 1;
    int result = 1;
    int i = 0;
    for(i = 3; i <= n; ++i) {
        result = first + second;
        first = second;
        second = result;
    }
    return result;
}

int recursion(int n) {
    if(n <= 0) {
        return 0;
    }
    if(n <= 2) {
        return 1;
    }
    return recursion(n - 1) + recursion(n - 2);
}

int tailRecursion(int n, int first, int second) {
    if(n <= 0) {
        return 0;
    }
    if(n <= 2) {
        return second;
    }
    return tailRecursion(n - 1, second, first + second);
}

int main() {
    //printf("%d\n", iterator(45));
    //printf("%d\n", recursion(45));
    printf("%d\n", tailRecursion(45, 1, 1));
    return 0;
}

迭代：0.001s

递归：7.307s

尾递归：0.001s

c语言的递归竟然是java的两倍，看来c比java快的结论太过武断，要具体情况具体分析。