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递归与迭代
2014-11-23 20:00:47 来源: 作者: 【 】 浏览:15
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在我接受到的教育中,递归似乎是一个很神秘的东西。它难以说清,是高级货,像一团迷雾。在高中课外学习的过程中,我一开始没有理解到什么是递归,老师也可能觉得我们比较难以理解,所以后来就没有统一说说。而我也觉得貌似挺难的,也貌似不用也可以,所以就没了回事。后来到了大学,教编程语言的老师居然极度忽视递归,那时的我已经知道递归的重要性,她竟然说了些站不住脚的观点就糊弄过去,说白了,很多都是语法糖衣。


直到看sicp的时候,我或许才真正感受到递归。


首先说明一下,sicp的展开基于一种lisp的方言——scheme语言,它没有所谓的循环语句,因此从语法形式上看,所有的重复做某事的过程都是递归过程。那么按照一般思维,它是否就不存在迭代呢?因为在很多命令式语言诸如C,java等都具有循环语句,所以我们一般写迭代都是用循环语句来写,而不会用函数递归来写,这是比较容易混淆的一点。在scheme语言中,将这种基于具体计算过程的分类,分为递归计算过程和迭代计算过程。我们很多时候都基于语法形式而忽略计算模式来说,其实是不太准确的。

(下面是sicp中文版关于此的一段引文:

当我们说一个过程是递归的时候,论述的是一个语法形式上的事实,说明这个过程的定义中(直接或者间接地)引用了该过程本身。在说某一计算过程具有某种模式时(例如,线性递归),我们说的是这一计算过程的进展方式,而不是相应过程书写上的语法形式。)


一般来说,递归计算过程呈现一种先扩展后收缩的计算模式,即需要解释器(或编译器)维护着某些信息,并会随着扩展而增加。而迭代计算过程并没有任何扩展或收缩,它只需要几个固定的必要的信息。用阶乘函数可以很简洁地阐释:

;递归计算过程

(define (factorial n) 
  (if (= n 1) 
      1 
      (* (factorial (- n 1)) n))) 
 
;迭代计算过程 
(define (fact-iter counter result) 
    (if (= counter 1) 
        result 
        (fact-iter (- counter 1) (* counter result)))) 
(define (factorial1 n) 
  (fact-iter n 1)) 

;递归计算过程
(define (factorial n)
  (if (= n 1)
      1
      (* (factorial (- n 1)) n)))

;迭代计算过程
(define (fact-iter counter result)
    (if (= counter 1)
        result
        (fact-iter (- counter 1) (* counter result))))
(define (factorial1 n)
  (fact-iter n 1))

 


当然,递归计算过程还可以简单分为线性递归计算过程(阶乘)和树形递归计算过程(斐波拉契)。显然,树形递归存在大量的冗余计算,但其特点是简洁。


暂时先说这么多,下一篇分别举几个例子来说明递归计算过程和迭代计算过程。


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