数据结构与算法--递归

递归(Recursion)

简单的说,递归就是方法自己调用自己,每次调用时传入不同的变量,有助于开发者解决复杂问题同时使代码更加简洁!

递归小案例

阶乘问题:

public static int factorial(int n){
        if(n == 1){
        retern 1;
  }else{
        retern factorial(n - 1) * n;
  }
}

递归应用场景

  1.各种数学问题:八皇后,汉诺塔,迷宫,阶乘,球和篮子 等等;

  2.各种算法中使用递归:快速排序,归并排序,二分查找,分治算法 等等

  3.把用栈解决的问题使用递归替代可以简化代码;

递归遵守的规则

  1.执行一个方式时,就会创建一个新的**受保护的独立空间(栈)**;

  2.方法的局部变量是独立的,不会相互影响;

  3.如果方法中使用的是**应用数据类型,就会共享应用数据的数据**;

  4.递归**必须向退出递归的条件靠近**,否则就是个死循环,最终出现StackOverflowError异常;

  5.当一个方法执行完毕,或者**遇到return**,就会返回,遵守谁调用就把结果返回给谁,当方法执行完毕或者返回,改方法也就执行完毕;

回溯

回溯是一种优搜索法,按选优条件向前搜索,达到目标,担当搜索到某一步时发现原来得选择并不优或打不到目标,就退回一步重新选择

回溯与递归的区别

递归是一种算法结构。递归出现在子程序中,形式上表现为直接或间接地自己调用自己。

回溯是一种算法思想,是使用递归实现的。回溯的过程类似于穷举法,但回溯有“剪枝”(自我判断)的功能;

八皇后问题

  八皇后问题是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例:要求:在8x8的国际象棋上摆放八个皇后,使

  其不能互相攻击,即:任意两个皇后都不能处于同一行,同一列,同一斜线上,问:共有多少种摆法!!

思路:

  1.第一个皇后先放在第一行第一列

  2.第二个皇后放在第二行第一列,然后判断是否ok,不ok,放在第二列,第三列... ,依次放完所有列,直到找到一个合适的;

  3.第三个皇后放在第三行第一列,第二列 ... ,直到第八个皇后也找到不冲突的位置。得到正确解。

  4.当得到正确解之后,栈退回到上一个栈时,就开始回溯,即将第一个皇后放到放到第一列的所有正解全部得到。

  5.然后返回继续将第一个皇后放到第二列,后面继续循环执行1,2,3,4的步骤。

        public class Queue8 {
//定义一个max:表示共有多少个皇后
int max = 8;
int[] array = new int[max]; //保存皇后放置的结果
static int count = 0;
static int judgeCount = 0;
public static void main(String[] args) {
    Queue8 queue8 = new Queue8();
    queue8.check(0);
    System.out.printf("共有%d种解法
",count);
    System.out.printf("判断冲突的次数:%d次",judgeCount);
}

//放置第n+1个皇后
private void check(int n){
    if (n == max){
        print();
        return;
    }
    //依次放入皇后,并判断是否冲突
    for (int i = 0; i < max; i++) {
        //先把当前的皇后n 放到该行的第一列
        array[n] = i;
        //判断放置第n个皇后到i列时,是否冲突
        if (judge(n)){
            //放n+1个皇后,(递归)
            check(n+1);
        }
        //如果冲突,就继续执行array[n]=i(将第n个皇后放置在本行后移的一个位置)
    }
}
//查看当我们放置第n个皇后,就去检测该皇后是否和前面已经摆放好的冲突

/**
 *
 * @param n 表示第n个皇后
 * @return
 */
private boolean judge(int n){
    judgeCount++;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        /**
         * array[i] == array[n]:表示判断 第n个皇后和前面的 n- 1皇后是否在同一列
         * Math.abs(n-i) == Math.abs(array[n]-array[i]:表示判断第n个皇后是否和第i个皇后在同一斜线
         */
        if (array[i] == array[n] || Math.abs(n-i) == Math.abs(array[n]-array[i])){
            return false; //冲突
        }
    }
    return true;  //表示不冲突
}
//将皇后摆放的位置输出
private void print(){
    count++;
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        System.out.print(array[i]+" ");
    }
    System.out.println();
}}

结果:

  解法共有 92 种,judge共执行 15720 次!
原文地址:https://www.cnblogs.com/ysera-y/p/13680651.html