遞迴的意思

遞迴(Recursion)是一種程式設計的技術,它允許函數自己呼叫自己。在遞迴過程中,當滿足某個條件時,遞迴會停止,並且返回到上一層的呼叫。這種技術可以用來解決許多問題,尤其是在處理遞歸結構(如樹狀結構或堆疊)時。

遞迴有幾個關鍵部分:

  1. 遞迴函數:這是能夠自己呼叫自己的函數。
  2. 基線情況:這是一個終止條件,當遞迴函數遇到這個條件時,它會停止遞迴,並返回一個值。
  3. 遞迴步驟:這是遞迴函數在遇到基線情況之前需要執行的步驟。通常,這些步驟會包括對自身的一個呼叫。

例如,考慮一個計算整數階層的遞迴函數。階層是指一個數字除以它自己直到得到1為止的步驟數。例如,階層(15)是2,因為15 ÷ 5 = 3,5 ÷ 5 = 1。這個函數可以這樣定義:

def hanoi(n, source, auxiliary, destination):
    if n == 1:
        print(f"Move disk 1 from {source} to {destination}")
        return
    else:
        hanoi(n-1, source, destination, auxiliary)
        print(f"Move disk {n} from {source} to {destination}")
        hanoi(n-1, auxiliary, source, destination)

這個函數的基線情況是當n為1時,它直接列印出移動盤子的信息,然後返回。在遞迴步驟中,函數會呼叫自身,減少盤子的數量,然後在完成一次移動後,再次呼叫自身來完成剩餘的移動。

遞迴的一個重要特點是它會在堆疊中保存狀態,這意味著每次遞迴呼叫都會增加堆疊的深度。這可能會導致效率問題,尤其是在處理大量數據時。因此,在實際應用中,遞迴通常會轉換為疊代形式,以減少堆疊開銷。