递推和递归

1贪心算法

贪心的思想可以用一句话来归纳,“每步取优”。很好理解,假设你的程序要走I=1~N共N步,那么保证你的第I步走出的是当前这一步的最优值。这样的解题方法叫做贪心算法。可见贪心算法并不是一个全面的枚举方法而是若干结果中的一种,仅仅一种而已。但这种算法是不是最优解它就不能完全保证了。

2递归算法

一般每个可以使用递归算法求解的题目都可以写出一个递归函数。假设这个函数是F(),那么F()应该为你可以表示你的解。而题目的主要问题就是把一个大问题转换为若干个性质相同的子问题。注意是性质相同,因为只有性质相同我们才能使用同一个函数来表示。而求解的过程是从最后一步,当然每一步都会用到比自己要小的子问题的值,那么要调用程序来求出这些子问题的解,一步步返回最后得到最后的问题的解。也可以理解为求解过程是“反向”的。因为变量会是逐渐变小的。

3递推算法

与递归算法一样,必定会写出一个转移方程,而每个可以用递归方法解决的问题都可以用递推方法解决。我们要做的依然是把大问题转变为性质相同的子问题的过程。而求解过程与递归方法正好相反,是从最小规模的子问题开始求解,最后求到最大规模的解。与递归不一样的是,递归可以只求我们所需要的子问题的解,而递推算法在每一步计算求解的过程中并不知道下一步需要用什么样的子问题的值,于是程序必须把所有的可能性都求出来。造成了很多的计算浪费。但递推算法有一个递归算法永远做不到的优势就是“滚动性”。当递推算法求解完第一行的子问题的时候进行第二行的处理,第二行会用到上一行的子问题值。当处理第三行的时候第一行的值就没有用了,所以我们可以把单数行的值都存到第一各数组里,双数行的值都存到第二个数组里。这样可以就可以实现滚动,原来原本要开[1..n,1..n]大小的数组现在就可以只开[1..n,1..2]大小的数组了,把空间复杂度从O(N2)的复杂度变为O(2N)的复杂度。这就是所谓的“递推省空间费时间,递归省时间费空间”的道理。

4动态规划算法

动态规划算法,动态规划算法可以理解为是递归算法的一个延伸。因为单纯的递归算法是会出现很多子问题的重叠的,这样还是会造成同一问题的重复运算。所以我们要找一个办法来避免重复的运算。于是就出现了动态规划。简单地说,动态规划依然是把一个大问题分为若干性质相同的子问题,而这些子问题里面会有若干的重叠。(下面的例题举例)。为了当出现子问题重叠的时候不重复运算。我们就需要把所有的已经求出的子问题都存下来,判断这个子问题是否已经算过,算过了就不要再算了。如果没算过就算一遍下次在遇到这个子问题就可以不算了。因此我们必须开出一个大小为[1..N,1..N]的数组来存储,又因为每次都有可能会遇到不同的行的子问题,所以我们必须把数组全部留住,所以就不能实现递推算法的“滚动性”。但动态规划算法可以节省大量的时间。假设所有的子问题都不重叠它的时间复杂度会和递归一样。而如果优有大量的子问题重叠,那么会发现时间复杂度会有明显的降低。可以提高运算效率,缩短运算时间。

<think>嗯,用户问的是递推递归的区别,这需要我仔细回忆一下这两个概念。首先,这两个词听起来有点像,但应该有不同的应用场景。递推可能数学中的递推公式有关,比如斐波那契数列那种,用前面的项推导后面的。而递归可能更多出现在编程里,函数自己调用自己。 不过,我得先确认它们的准确定义。递推通常是指通过已知的初始条件递推关系式,逐步计算出后续的结果。比如计算阶乘的时候,n! = n*(n-1)!,但这里其实更像递归的定义,可能我混淆了。不对,阶乘如果用循环来实现,应该是递推,而用函数调用自身才是递归。所以递推更像是迭代的过程,而递归是函数自我调用的方法。 那在数学中,递推关系式确实像斐波那契那样,F(n) = F(n-1) + F(n-2),用前面的项得到后面的。而递归在编程中,比如写一个函数计算斐波那契数,函数内部会调用自己来计算F(n-1)F(n-2)。这时候可能会有重复计算的问题,比如计算F(5)需要F(4)F(3),而F(4)又需要F(3)F(2),这样F(3)就被计算了两次,效率低。递推的话,可能用循环从下往上计算,保存中间结果,这样更高效。 不过用户可能需要更明确的对比,包括它们的优缺点应用场景。比如递推通常效率高,占用内存少,而递归代码简洁但可能有栈溢出风险。数学中的递推例子可能更多,而递归在分治算法里常见,比如快速排序、汉诺塔问题。 我还需要检查例子是否正确。比如斐波那契数的递推实现用循环,而递归实现用函数自调用。数学中的递推式确实是递推,而递归在编程中是一种实现方式。可能还要提到递归需要有终止条件,否则会无限循环。 总结的话,两者的区别在于解决问题的方向:递推是自底向上,逐步累积;递归是自顶向下,分解问题。同时,实现方式、效率适用场景也不同。需要确保这些点都覆盖到,并且用用户容易理解的语言表达。</think>递推递归是两种不同的解决问题的方法,它们虽然名称相似,但核心思想应用场景有本质区别。以下是逐步对比分析: --- ### **一、核心定义** 1. **递推(Iteration)** - **自底向上**的思维方式,从已知的初始条件出发,**逐步推导**出后续结果 - 通过**循环结构**(如 `for`、`while`)实现,每一步依赖前一步的计算结果 - 例如计算斐波那契数列: $$F(n) = F(n-1) + F(n-2) \quad (n \geq 2)$$ 递推会从 $F(0)=0$ $F(1)=1$ 开始,依次计算 $F(2), F(3), \dots$ 2. **递归(Recursion)** - **自顶向下**的思维方式,将问题分解为**更小的同类子问题**,直到达到终止条件 - 通过**函数调用自身**实现,每次调用缩小问题规模 - 例如斐波那契数列的递归实现: ```python def fib(n): if n <= 1: return n return fib(n-1) + fib(n-2) ``` --- ### **二、方向对比** | | 递推 | 递归 | |----------|-----------------------------|------------------------------| | **方向** | 从初始条件开始,正向推导结果 | 从目标结果倒推,分解为子问题 | | **实现** | 循环结构 | 函数自我调用 | --- ### **三、优缺点对比** 1. **递推** - ✅ **效率高**:无重复计算,适合大规模问题 - ✅ **内存占用低**:只需保存前一步的结果 - ❌ **代码可能复杂**:需手动管理状态 2. **递归** - ✅ **代码简洁**:更贴近数学定义(如分治算法) - ✅ **逻辑清晰**:适合树形结构问题(如遍历二叉树) - ❌ **效率低**:可能重复计算(如斐波那契递归未优化) - ❌ **内存风险**:深度递归可能导致栈溢出 --- ### **四、数学编程中的典型应用** 1. **递推的典型场景** - 动态规划(如背包问题) - 数值计算(如阶乘 $n! = n \times (n-1)!$ 的循环实现) - 递推公式(如等差数列 $a_n = a_{n-1} + d$) 2. **递归的典型场景** - 分治算法(如快速排序、汉诺塔问题) - 树/图遍历(如二叉树的前序、中序遍历) - 数学归纳法(如证明递归定义的公式) --- ### **五、总结** | | 递推 | 递归 | |----------|-----------------------------------|----------------------------------| | **本质** | 通过循环逐步累积结果 | 通过自我调用分解问题 | | **方向** | 正向推导(自底向上) | 逆向分解(自顶向下) | | **适用** | 明确初始条件递推公式的问题 | 结构自相似或可分解为子问题的情况 | | **效率** | 通常更高 | 可能较低(需优化如记忆化) | **选择建议**:若问题规模较大或需高效计算,优先用递推;若问题逻辑复杂且可分解为同类子问题,优先用递归
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