迭代与递归用法及区别

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时间:2018-07-28

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1、什么是迭代跟递归算法?二者有什么区别?   迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法。它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。  利用迭代算法解决问题,需要做好以下三个方面的工作:  一、确定迭代变量。在可以用迭代算法解决的问题中,至少存在一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的变量,这个变量就是迭代变量。  二、建立迭代关系式。所谓迭代关系式,指如何从变量的前一个值推出其下一个值的公式(或关系)。迭代关系

2、式的建立是解决迭代问题的关键,通常可以使用递推或倒推的方法来完成。  三、对迭代过程进行控制。在什么时候结束迭代过程?这是编写迭代程序必须考虑的问题。不能让迭代过程无休止地重复执行下去。迭代过程的控制通常可分为两种情况:一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件。  例1:一个饲养场引进一只刚出生的新品种兔子,这种兔子从出生的下一个月开始,每月新生一只兔子,新生的兔子也

3、如此繁殖。如果所有的兔子都不死去,问到第12个月时,该饲养场共有兔子多少只?  分析:这是一个典型的递推问题。我们不妨假设第1个月时兔子的只数为u1,第2个月时兔子的只数为u2,第3个月时兔子的只数为u3,……根据题意,“这种兔子从出生的下一个月开始,每月新生一只兔子”,则有以下是引用片段:u 1 = 1 , u 2 = u 1 + u 1 × 1 = 2 , u 3 = u 2 + u 2 × 1 = 4 ,……  根据这个规律,可以归纳出下面的递推公式:以下是引用片段:  u n = u n - 1 × 2 (n ≥ 2

4、)  对应un和un-1,定义两个迭代变量y和x,可将上面的递推公式转换成如下迭代关系:以下是引用片段:  y=x*2  x=y  让计算机对这个迭代关系重复执行11次,就可以算出第12个月时的兔子数。参考程序如下:以下是引用片段:  cls  x=1  for i=2 to 12  y=x*2  x=y  next i  print y  end  例2:阿米巴用简单分裂的方式繁殖,它每分裂一次要用3分钟。将若干个阿米巴放在一个盛满营养参液的容器内,45分钟后容器内充满了阿米巴。已知容器最多可以装阿米巴220个。试问,开始

5、的时候往容器内放了多少个阿米巴?请编程序算出。  分析:根据题意,阿米巴每3分钟分裂一次,那么从开始的时候将阿米巴放入容器里面,到45分钟后充满容器,需要分裂45/3=15次。而“容器最多可以装阿米巴220个”,即阿米巴分裂15次以后得到的个数是220。题目要求我们计算分裂之前的阿米巴数,不妨使用倒推的方法,从第15次分裂之后的220个,倒推出第15次分裂之前(即第14次分裂之后)的个数,再进一步倒推出第13次分裂之后、第12次分裂之后、……第1次分裂之前的个数。  设第1次分裂之前的个数为x0、第1次分裂之后的个数为x1、

6、第2次分裂之后的个数为x2、……第15次分裂之后的个数为x15,则有以下是引用片段:  x 14 =x 15 /2 、 x 13 =x 14 /2 、…… x n-1 =x n /2 (n ≥ 1)  因为第15次分裂之后的个数x15是已知的,如果定义迭代变量为x,则可以将上面的倒推公式转换成如下的迭代公式:  x=x/2(x的初值为第15次分裂之后的个数220)  让这个迭代公式重复执行15次,就可以倒推出第1次分裂之前的阿米巴个数。因为所需的迭代次数是个确定的值,我们可以使用一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制。参考

7、程序如下:以下是引用片段:  cls  x=2^20  for i=1 to 15  x=x/2  next i  print x  end 例3:验证谷角猜想。日本数学家谷角静夫在研究自然数时发现了一个奇怪现象:对于任意一个自然数n,若n为偶数,则将其除以2;若n为奇数,则将其乘以3,然后再加1。如此经过有限次运算后,总可以得到自然数1。人们把谷角静夫的这一发现叫做“谷角猜想”。  要求:编写一个程序,由键盘输入一个自然数n,把n经过有限次运算后,最终变成自然数1的全过程打印出来。  分析:定义迭代变量为n,按照谷角猜想的

8、内容,可以得到两种情况下的迭代关系式:当n为偶数时,n=n/2;当n为奇数时,n=n*3+1。用QBASIC语言把它描述出来就是:以下是引用片段:  if n 为偶数 then  n=n/2  else  n=n*3+1  end if  这就是需要计算机重复执行的迭代过程。这个迭代过程需

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