python不能無限的遞歸調(diào)用下去。并且當輸入的值太大,遞歸次數(shù)太多時,python 都會報錯
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首先說結(jié)論,python解釋器這么會限制遞歸次數(shù),這么做為了避免"無限"調(diào)用導致的堆棧溢出。
tail recursion 就是指在程序最后一步執(zhí)行遞歸。這種函數(shù)稱為 tail recursion function。舉個例子:
這個函數(shù)就是普通的遞歸函數(shù),它在遞歸之后又進行了 乘 的操作。 這種普通遞歸,每一次遞歸調(diào)用都會重新推入一個調(diào)用堆棧。
把上述調(diào)用改成 tail recursion function
tail recursion 的好處是每一次都計算完,將結(jié)果傳遞給下一次調(diào)用,然后本次調(diào)用任務就結(jié)束了,不會參與到下一次的遞歸調(diào)用。這種情況下,只重復用到了一個堆棧。因此可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)。就算是多次循環(huán),也不會出現(xiàn)棧溢出的情況。這就是 tail recursion optimization 。
c和c++都有這種優(yōu)化, python沒有,所以限制了調(diào)用次數(shù),就是為了防止無限遞歸造成的棧溢出。
如果遞歸次數(shù)過多,導致了開頭的報錯,可以使用 sys 包手動設置recursion的limit
手動放大 recursionlimit 限制:
只要獲得所有點即可,x1為x軸起點,x2為x軸終點,gao為縱軸長度,i為切分次數(shù).
x1=0
x2=10
gao=8
f(0,gao,x1,x2)
f(i=0,gao,x1,x2){
if(i==3){
return
}
t=(double)(x1+x2)
t=t/2
print?(t,gao/2);
f(i+1,gao/2,x1,t);
f(i+1,gao/2,t,x2);
}
所謂基例就是不需要遞歸就能求解的,一般來說是問題的最小規(guī)模下的解。
例如:斐波那契數(shù)列遞歸,f(n)
=
f(n-1)
+
f(n-2),基例是1和2,f(1)和f(2)結(jié)果都是1
再比如:漢諾塔遞歸,基例就是1個盤子的情況,只需移動一次,無需遞歸
遞歸必須有基例,否則就是無法退出的遞歸,不能求解。
函數(shù)的遞歸調(diào)用
遞歸問題是一個說簡單也簡單,說難也有點難理解的問題.我想非常有必要對其做一個總結(jié).
首先理解一下遞歸的定義,遞歸就是直接或間接的調(diào)用自身.而至于什么時候要用到遞歸,遞歸和非遞歸又有那些區(qū)別?又是一個不太容易掌握的問題,更難的是對于遞歸調(diào)用的理解.下面我們就從程序+圖形的角度對遞歸做一個全面的闡述.
我們從常見到的遞歸問題開始:
1 階層函數(shù)
#include iostream
using namespace std;
int factorial(int n)
{
if (n == 0)
{
return 1;
}
else
{
int result = factorial(n-1);
return n * result;
}
}
int main()
{
int x = factorial(3);
cout x endl;
return 0;
}
這是一個遞歸求階層函數(shù)的實現(xiàn)。很多朋友只是知道該這么實現(xiàn)的,也清楚它是通過不斷的遞歸調(diào)用求出的結(jié)果.但他們有些不清楚中間發(fā)生了些什么.下面我們用圖對此做一個清楚的流程:
根據(jù)上面這個圖,大家可以很清楚的看出來這個函數(shù)的執(zhí)行流程。我們的階層函數(shù)factorial被調(diào)用了4次.并且我們可以看出在調(diào)用后面的調(diào)用中,前面的調(diào)用并不退出。他們同時存在內(nèi)存中??梢娺@是一件很浪費資源的事情。我們該次的參數(shù)是3.如果我們傳遞10000呢。那結(jié)果就可想而知了.肯定是溢出了.就用int型來接收結(jié)果別說10000,100就會產(chǎn)生溢出.即使不溢出我想那肯定也是見很浪費資源的事情.我們可以做一個粗略的估計:每次函數(shù)調(diào)用就單變量所需的內(nèi)存為:兩個int型變量.n和result.在32位機器上占8B.那么10000就需要10001次函數(shù)調(diào)用.共需10001*8/1024 = 78KB.這只是變量所需的內(nèi)存空間.其它的函數(shù)調(diào)用時函數(shù)入口地址等仍也需要占用內(nèi)存空間??梢娺f歸調(diào)用產(chǎn)生了一個不小的開銷.
2 斐波那契數(shù)列
int Fib(int n)
{
if (n = 1)
{
return n;
}
else
{
return Fib(n-1) + Fib(n-2);
}
}
這個函數(shù)遞歸與上面的那個有些不同.每次調(diào)用函數(shù)都會引起另外兩次的調(diào)用.最后將結(jié)果逐級返回.
我們可以看出這個遞歸函數(shù)同樣在調(diào)用后買的函數(shù)時,前面的不退出而是在等待后面的結(jié)果,最后求出總結(jié)果。這就是遞歸.
3
#include iostream
using namespace std;
void recursiveFunction1(int num)
{
if (num 5)
{
cout num endl;
recursiveFunction1(num+1);
}
}
void recursiveFunction2(int num)
{
if (num 5)
{
recursiveFunction2(num+1);
cout num endl;
}
}
int main()
{
recursiveFunction1(0);
recursiveFunction2(0);
return 0;
}
運行結(jié)果:
1
2
3
4
4
3
2
1
該程序中有兩個遞歸函數(shù)。傳遞同樣的參數(shù),但他們的輸出結(jié)果剛好相反。理解這兩個函數(shù)的調(diào)用過程可以很好的幫助我們理解遞歸:
我想能夠把上面三個函數(shù)的遞歸調(diào)用過程理解了,你已經(jīng)把遞歸調(diào)用理解的差不多了.并且從上面的遞歸調(diào)用中我們可以總結(jié)出遞歸的一個規(guī)律:他是逐級的調(diào)用,而在函數(shù)結(jié)束的時候是從最后面往前反序的結(jié)束.這種方式是很占用資源,也很費時的。但是有的時候使用遞歸寫出來的程序很容易理解,很易讀.
為什么使用遞歸:
1 有時候使用遞歸寫出來的程序很容易理解,很易讀.
2 有些問題只有遞歸能夠解決.非遞歸的方法無法實現(xiàn).如:漢諾塔.
遞歸的條件:
并不是說所有的問題都可以使用遞歸解決,他必須的滿足一定的條件。即有一個出口點.也就是說當滿足一定條件時,程序可以結(jié)束,從而完成遞歸調(diào)用,否則就陷入了無限的遞歸調(diào)用之中了.并且這個條件還要是可達到的.
遞歸有哪些優(yōu)點:
易讀,容易理解,代碼一般比較短.
遞歸有哪些缺點:
占用內(nèi)存資源多,費時,效率低下.
因此在我們寫程序的時候不要輕易的使用遞歸,雖然他有他的優(yōu)點,但是我們要在易讀性和空間,效率上多做權(quán)衡.一般情況下我們還是使用非遞歸的方法解決問題.若一個算法非遞歸解法非常難于理解。我們使用遞歸也未嘗不可.如:二叉樹的遍歷算法.非遞歸的算法很難與理解.而相比遞歸算法就容易理解很多.
對于遞歸調(diào)用的問題,我們在前一段時間寫圖形學程序時,其中有一個四連同填充算法就是使用遞歸的方法。結(jié)果當要填充的圖形稍微大一些時,程序就自動關(guān)閉了.這不是一個人的問題,所有人寫出來的都是這個問題.當時我們給與的解釋就是堆棧溢出。就多次遞歸調(diào)用占用太多的內(nèi)存資源致使堆棧溢出,程序沒有內(nèi)存資源執(zhí)行下去,從而被操作系統(tǒng)強制關(guān)閉了.這是一個真真切切的例子。所以我們在使用遞歸的時候需要權(quán)衡再三.
def Sum(m): #函數(shù)返回兩個值:遞歸次數(shù),所求的值 if m==1:return 1,m return 1+Sum(m-1)[0],m+Sum(m-1)[1]cishu=Sum(10)[0] print cishu def Sum(m,n=1): ... if m==1:return n,m ... return n,m+Sum(m-1,n+1)[1] print Sum(10)[0] 10 print Sum(5)[0] 5
??遞歸算法常用來解決結(jié)構(gòu)相似的問題。
??所謂結(jié)構(gòu)相似,是指構(gòu)成原問題的子問題與原問題在結(jié)構(gòu)上相似,可以用類似的方法解決。具體地,整個問題的解決,可以分為兩部分:第一部分是一些特殊情況,有直接的解法;第二部分與原問題相似,但比原問題的規(guī)模小,并且依賴第一部分的結(jié)果。
??本質(zhì)上,遞歸是把一個不能或不好解決的大問題轉(zhuǎn)化成一個或幾個小問題,再把這些小問題進一步分解成更小的問題,直至每個小問題都可以直接解決。
??實際上,遞歸會將前面所有調(diào)用的函數(shù)暫時掛起,直到遞歸終止條件給出明確的結(jié)果后,才會將所有掛起的內(nèi)容進行反向計算。其實,遞歸也可以看作是一種反向計算的過程,前面調(diào)用遞歸的過程只是將表達式羅列出來,待終止條件出現(xiàn)后,才依次從后向前倒序計算前面掛起的內(nèi)容,最后將所有的結(jié)果一起返回。
當前名稱:python函數(shù)怎么遞歸 python函數(shù)遞歸的定義
鏈接分享:http://aaarwkj.com/article16/hhjjgg.html
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