一、計(jì)算機(jī)在執(zhí)行遞歸算法時(shí)效率低的原因
計(jì)算機(jī)在執(zhí)行遞歸算法時(shí)效率低的原因是函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷導(dǎo)致的。在一個(gè)函數(shù)調(diào)用之前需要做許多工作,比如準(zhǔn)備函數(shù)內(nèi)局部變量使用的空間、搞定函數(shù)的參數(shù)等等。
這些事情每次調(diào)用函數(shù)都需要做,因此會(huì)產(chǎn)生額外開(kāi)銷導(dǎo)致遞歸效率偏低,所以邏輯上開(kāi)銷一致時(shí)遞歸的額外開(kāi)銷會(huì)多一些
當(dāng)然了,通過(guò)有意識(shí)的組織代碼的寫法可以把某些遞歸寫成尾遞歸,尾遞歸可以進(jìn)行特殊的優(yōu)化所以效率會(huì)比普通的遞歸高一些,也不會(huì)因?yàn)檫f歸太多導(dǎo)致棧溢出。
遍歷樹(shù)還不用遞歸的話,那么人肉寫一個(gè)棧+深度優(yōu)先遍歷或者人肉隊(duì)列+廣度優(yōu)先遍歷,再輔以黑魔法給棧或者隊(duì)列提速,應(yīng)該會(huì)比遞歸快一些,加速幅度和語(yǔ)言和寫法相關(guān),但在大多數(shù)情況下我覺(jué)得是得不償失的,花了很大精力很可能效率提升不明顯。
但是,如果能轉(zhuǎn)化為尾遞歸形式,并且你所使用的語(yǔ)言的編譯器具有對(duì)尾遞歸的優(yōu)化,那么尾遞歸的效率應(yīng)該至少應(yīng)該和循環(huán)一樣好。當(dāng)然,Java的編譯器一般來(lái)說(shuō)是不會(huì)對(duì)尾遞歸做優(yōu)化的。第二,對(duì)于有些不能轉(zhuǎn)化為尾遞歸形式的遞歸,即使你寫成了循環(huán)的形式,其實(shí)也基本上是在拿個(gè)棧來(lái)模擬遞歸的過(guò)程??赡軙?huì)帶來(lái)一定的效率提升,但是往往會(huì)造成代碼的冗余。從開(kāi)發(fā)效率角度來(lái)考慮,除非性能實(shí)在達(dá)不到要求,否則還是建議使用遞歸的方式。
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二、遞歸算法是什么
遞歸算法(英語(yǔ):recursion algorithm)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是指一種通過(guò)重復(fù)將問(wèn)題分解為同類的子問(wèn)題而解決問(wèn)題的方法。遞歸式方法可以被用于解決很多的計(jì)算機(jī)科學(xué)問(wèn)題,因此它是計(jì)算機(jī)科學(xué)中十分重要的一個(gè)概念。絕大多數(shù)編程語(yǔ)言支持函數(shù)的自調(diào)用,在這些語(yǔ)言中函數(shù)可以通過(guò)調(diào)用自身來(lái)進(jìn)行遞歸。計(jì)算理論可以證明遞歸的作用可以完全取代循環(huán),因此在很多函數(shù)編程語(yǔ)言(如Scheme)中習(xí)慣用遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)。