【精选】算法设计与分析(第二章递归算法设计技术)

目录

前言

第二章递归算法设计技术

1、递归的定义

2、求 n! 的递归算法

3、能够用递归解决的问题应该满足以下3个条件

4、三种情况下用递归

5、递归模型

6、递归执行是通过系统栈实现的

7、斐波那契数列

8、提取递归模型的基本步骤

9、简单选择排序(大题)

10、冒泡排序(大题) 

11、n皇后问题所有解的完整程序

12、递归消除的方法

结语


前言

总结算法设计与分析课程期末必记知识点

第二章递归算法设计技术

1、递归的定义

递归是指在函数的定义中又调用函数自身的方法,若p函数定义中调用p函数,称之为直接递归;若p函数定义中调用q函数,而q函数定义中又调用p函数,称之为间接递归

2、求 n! 的递归算法
int fun(int n){
	if(n==1)
		return(1);
	else
		return(fun(n-1)*n);
}
3、能够用递归解决的问题应该满足以下3个条件

(1)需要解决的问题可以转换为一个或多个子问题来求解,而这些子问题的求解与原问题完全相同,只是在数量规模上不同。

(2)递归调用的次数必须是有限的。

(3)必须有结束递归的条件来终止递归。

4、三种情况下用递归

(1)定义是递归

(2)数据结构是递归

(3)问题的求解方法是递归。

5、递归模型

递归出口递归体

6、递归执行是通过系统实现的
7、斐波那契数列

斐波那契数列定义

F(n) = 1 , n=1

F(n) = 1 , n=2

F(n) = F(n-1) + F(n-2) , n>2

斐波那契数列对应的递归算法

int Fib(int n){
	if(n==1||n==2)
		return 1;
	else
		return Fib(n-1)+Fib(n-2);
}
8、提取递归模型的基本步骤

(1)寻找大问题S(n),小问题S(n-1)

(2)假设S(n-1)已解,构建f(Sn),f(S(n-1))之间的关系

(3)给出口f(1)或f(0)

9、简单选择排序(大题)
#include<stdio.h>
void swap(int &x,int &y){	//交换x和y的值 
	int tmp=x;
	x=y;
	y=tmp;
}

void disp(int a[],int n){	//输出 a 中的所有元素 
	int i;
	for(i=0;i<n;i++)
		printf("%d",a[i]);
	printf("\n");
}

void SelectSort(int a[], int n,int i){
	int j,k;
	if(i==n-1)return;
	else
	{
		k=i;
		for(j=i+1;j<n;j++){
			if(a[j]<a[k]){
				k=j;
			}
		}
		if(k!=i)
			swap(a[i],a[k]);
		SelectSort(a,n,i+1);
	}
} 
int main(){
	int n=7;
	int a[]={2,5,1,7,10,16,11};
	printf("排序前:");
	disp(a,n);
	SelectSort(a,n,0);
	printf("排序后:");
	disp(a,n);
	return 0;
}
10、冒泡排序(大题) 
//冒泡排序
void BubbleSort(int a[],int n,int i){
	int j;
	bool exchange;
	if(i==n-1) return;	//满足递归出口条件
	else
	{
		exchange = false;	//置exchange为flase
		for(j=n-1;j>i;j--){	//将 a[i..n-1] 中的最小元素放到 a[i] 处 
			if(a[j]<a[j-1])	//当相邻元素反序时
			{
				swap(a[j],a[j-1]);
				exchange=true; 
			} 
		}
		if(exchange == false)//为发生交换时候直接返回 
			return;
		else
			BubbeSort(a,n,i+1); 
	 } 
} 
11、n皇后问题所有解的完整程序(大题)
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 20							//最多皇后个数 
int q[N];								//存放各个皇后所在的列号,即(i,q[i])为一个皇后位置 
int count = 0;							//累计解个数 
void dispasolution(int n)				//输出 n 皇后问题的一个解 
{
	printf("   第%d个解:", ++count);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		printf("(%d,%d)", i, q[i]);
	printf("\n");
}
bool place(int i, int j)					//测试(i,j)位置能否摆放皇后 
{
	if (i == 1)return true;
	int k = 1;
	while (k < i)
	{
		if ((q[k] == j) || (abs(q[k] - j) == abs(i - k)))
			return false;
		k++;
	}
	return true;
}
void queen(int i, int n)				//放置 1~i 的皇后
{
	if (i > n) {						//所有皇后放置结束
		dispasolution(n);				
	}
	else
	{
		for (int j = 1; j <= n; j++) {	//在第i行上试探每一个列j
			if (place(i, j))			//在第i行上找到一个合适位置(i,j)
			{
				q[i] = j;
				queen(i + 1, n);
			}
		}
	}
}
int main() {
	int n;								//n为存放实际皇后的个数
	printf(" 皇后问题(n<20)n=");
	scanf("%d", &n);
	if (n > 20) {
		printf("n值太大,不能求解\n");
	}
	else
	{
		printf("%d皇后问题求解如下:\n", n);
		queen(1, n);					//放置 1 ~ n 的皇后
	}
	return 0;
}
12、递归消除的方法

(1)用循环结构代替

(2)用栈消除递归

结语

第二章递归算法设计技术结束,下一章——第三章分治法

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