java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

什么是递归

我先看下百度百科的解释:

一种计算过程,如果其中每一步都要用到前一步或前几步的结果,称为递归的。用递归过程定义的函数,称为递归函数,例如连加、连乘及阶乘等。凡是递归的函数,都是可计算的,即能行的 。

古典递归函数,是一种定义在自然数集合上的函数,它的未知值往往要通过有限次运算回归到已知值来求出,故称为“递归”。它是古典递归函数论的研究对象 。

简单的说,递归一定要有递归体头和递归体。

递归头:什么时候不调用自己方法,即递归的结束条件

递归体:什么时候需要调用自己方法,即自己调用自己

如果一个方法没有递归头jvm在运行方法时,就会不断开辟栈幁(Stack Frame) 造成栈溢出,抛出 java.lang.*Error 异常。

我们看下面代码:

package com.xzlf.recursion;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
a();
} public static void a() {
System.out.println("Test.a()");
a();
} }

显然在a() 方法中没有终止调用a() 方法的条件,那么就会一直调用下去,直到吧栈内存用完。所以以上代码运行时,会一种执行打印语句,然后在栈溢出是抛出异常。

下面是代码运行结果:

java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

如果我们加上一个终止条件就不会有无限调用情况了:

package com.xzlf.recursion;

public class Test {
public static int num = 10;
public static void main(String[] args) {
a();
} public static void a() {
num--;
System.out.println("Test.a() " + num);
if(num > 0) {
a();
}
} }

修改后程序运行结果:

java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

好了程序在不满足条件时,终止调用,我们的递归完成了。

递归应用

求阶乘

其实阶乘我们用普通for循环后while循环也能实现

/**
* 普通while循环球阶乘
* @param n
* @return
*/
public static long factorialForWhile(int n) {
long result = 1;
while(n > 1) {
result *= n ;
n --;
}
return result;
}

使用递归写法:

/**
* 递归算法球阶乘
* @param n
* @return
*/ public static long factorial(int n) {
// 递归头
if(n == 1) {
return 1;
}
// 递归体
return n * factorial(n-1);// n! = n * (n - 1)
}

测试以上代码:

public static void main(String[] args) {
int n = 10;
long r1 = factorial(n);
long r2 = factorialForWhile(n);
System.out.println("递归算法结果:" + r1);
System.out.println("while循环结果:" + r2);
}

以上运行结果为:

java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

可以看到两种写法得到的结果一样。

打印文件信息

我们来打印tomcat/webapp下面一个mananger目录下文件信息,并使用 “-”来缩进表示层级:

/**
* 打印文件信息
* @param file 文件名称
* @param level 层次数(实际就是:第几次递归调用)
*/
public static void printFile(File file, int level) {
// 输出层次
for (int i = 0; i < level; i++) {
System.out.print("-");
}
// 输出文件名
System.out.println(file.getName()); //如果file是目录,则获取子文件列表,并对每个子文件进行相同的操作
if(file.isDirectory()) {
File[] listFiles = file.listFiles();
for (File f : listFiles) {
//递归调用该方法:每调用一次层次+1
printFile(f, level + 1);
}
}
}

求斐波那契数列

斐波那契数列,有些地方说从0开始,有些地方说从1开始???

看百度百科怎么说:

斐波那契数列指的是这样一个数列:

java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

自然中的斐波那契数列 自然中的斐波那契数列 这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。

我们按百度百科的方法用java代码实现:

/**
* 计算斐波那契数列
* @param n
* @return
*/
public static long fibRec(int n) {
if(n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
return fibRec(n - 1) + fibRec(n - 2);
}

打印文件和斐波那契数列完成代码及测试

package com.xzlf.recursion;

import java.io.File;

public class RecursionApp {

	public static void main(String[] args) {
File file = new File("D:/Tomcat/apache-tomcat-7.0.69/webapps/manager");
printFile(file, 0); // 使用递归打印文件信息
System.out.println("=====================");
long fibRec = fibRec(10); // 使用递归计算斐波那契数列
System.out.println(fibRec);
} /**
* 打印文件信息
* @param file 文件名称
* @param level 层次数(实际就是:第几次递归调用)
*/
public static void printFile(File file, int level) {
// 输出层次
for (int i = 0; i < level; i++) {
System.out.print("-");
}
// 输出文件名
System.out.println(file.getName()); //如果file是目录,则获取子文件列表,并对每个子文件进行相同的操作
if(file.isDirectory()) {
File[] listFiles = file.listFiles();
for (File f : listFiles) {
//递归调用该方法:每调用一次层次+1
printFile(f, level + 1);
}
}
} /**
* 计算斐波那契数列
* @param n
* @return
*/
public static long fibRec(int n) {
if(n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
return fibRec(n - 1) + fibRec(n - 2);
}
}

代码运行结果:

java 递归及其经典应用--求阶乘、打印文件信息、计算斐波那契数列

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