這都不會，還學什麼Python？利用棧和佇列模擬遞迴

摘要： 下面從一個儘量貼近一個初學者的角度，給大家細緻入微的瞭解一下Python中的遞迴。 一，遞迴 遞迴呼叫：一個函式，呼叫的自身，稱為遞迴呼叫 遞迴函式：一個可以呼叫自身的函式稱為遞迴函式 凡是迴圈能幹的事，遞迴都能幹 方法： 1``、寫出臨界條件...

下面從一個儘量貼近一個初學者的角度，給大家細緻入微的瞭解一下Python中的遞迴。

一，遞迴

• 遞迴呼叫：一個函式，呼叫的自身，稱為遞迴呼叫
• 遞迴函式：一個可以呼叫自身的函式稱為遞迴函式

凡是迴圈能幹的事，遞迴都能幹

方法：

1``、寫出臨界條件

2``、找這一次和上一次的關係

3``、假設當前函式已經能用，呼叫自身計算上一次的結果再求出本次的結果

下面我們通過兩段程式碼簡單看一下遞迴和非遞迴的區別：

輸入一個大於等於1的數，求1到ň的和！

1 # 普通函式方法
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3 def hanshu(n):
4sum = 0
5# 迴圈遍歷每一個數字，將他們加到一個事先定義好的變數上，直到加完
6for x in range(1, n+1):
7sum += x
8return sum

下面看一下通過遞迴的方法：

1 # 遞迴
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3 def digui(n):
4if n == 1:
5return 1 # 如果n等於1證明已經遞迴到最後，返回1，這就是上述的臨界條件
6else:
7return n + digui(n-1) # 當沒有達到臨界條件時，用n加上對n-1的遞迴，每次都把n加進去，但是後面依然是使用當下這個遞迴函式，會再次呼叫計算n-1，直到遞迴結束，也就是將從n到1的數全部遞迴完

在實際應用中，遞迴是十分消耗記憶體的，但是有些事情他很容易去做，很容易理解。下面，就通過一個案例介紹一下遞迴的用法。

二，遞迴遍歷目錄

下面的內容我就通過解釋程式碼來講解了，如果哪裡講的不清楚，歡迎大家下方評論提意見。

1 import os # 由於我們遍歷目錄，所以要找到那個目錄並操作，os模組包含普遍的作業系統功能
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 3 path = "" # 這是我們要遍歷的目錄的路徑，需要自己寫進去
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 5 # 既然是遞迴函式，那麼肯定要有個函式，而且這個函式還將在函式內部再次被呼叫
 6 def getAllDir(path, sp = ''): # 引數中傳入路徑和sp，這個我最後說一句你就明白了
 7# 得到當前目錄下的所有檔案
 8filesList = os.listdir(path) # os.listdir()是os模組下的一個方法，相當於Linux中的ls，檢視所有檔案
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10sp += "" # 這個也先放一下
11# 處理每一個檔案
12for fileName in filesList: # 遍歷剛才找到的目錄下的所有檔案
13# 判斷是否是目錄（要用絕對路徑）
14fileAbsPath = os.path.join(path,fileName) # join是os模組下將兩個路徑拼接在一起的意思，第二個引數不能有斜槓。因為我們要判斷一下這個檔案是一個普通檔案還是一個目錄，所有要先把他的絕對路徑整理出來
15if os.path.isdir(fileAbsPath): # isdir是判斷是否為目錄，是則返回True
16print(sp + "目錄：", fileName) # 列印當前這個檔案，他是個目錄
17getAllDir(fileAbsPath,sp = "") # 這裡就開始遞迴了，因為我們要找到整個目錄裡的東西，所以當這個檔案還是個目錄的時候我們需要繼續向下找
18else:
19print(sp + "普通檔案：", fileName) # 如果僅僅是個普通檔案，那麼他裡面也就沒有其他檔案了，就可以直接列印他了
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22 getAllDir(path) # 這裡是呼叫函式，讓遍歷開始
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24 # 最後我來說一下開始寫的那個sp，是space的意思，有人也許現在就明白了。那個其實就是讓我們方便觀察，因為每次列印都是頂行寫的，我們分不清他的目錄結構，所以通過空格來調整。在函式內部寫一個空格增加的表示式，可以使呼叫次數和空格數相關起來，遞迴的越深，證明目錄的級越低，那麼空格越多

三，棧模擬遞迴遍歷目錄（深度遍歷）

1 # 整體思路是沒有變得，這裡沒有寫到的也許是重複的，看下上面註釋就好了
 2 # 寫了一半想起來應該回來寫一下棧：棧就是一個容器，但它只有一個口，入棧出棧都從這一個口，而且這個棧很細，進去了就不能顛倒位置了，所以，每入棧一個元素他在最外面時候可以出來，否則得等前面的走完了它才可以出來
 3 import os
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 5 def getAllDirDFS(path):
 6stack = [] # 這裡是用棧來模擬，我們先建立一個列表當做棧
 7stack.append(path) # 首先，先向棧裡壓入路徑
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 9# 處理棧，當棧為空時結束迴圈（棧為空就說明棧裡沒有普通檔案和目錄了，因為我們是每操作一個要把那個取出來）
10while len(stack) != 0:
11# 從棧中取出資料
12dirPath = stack.pop() # pop函式是刪除最後一個元素，同時還有一個返回值，就是去除的那個元素，我們再接收一下等等用
13# 目錄下所有檔案
14filesList = os.listdir(dirPath) # 這個和上面一樣
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16# 處理每一個檔案，如果是普通檔案則打印出來，如果是目錄則將該目錄地址壓棧
17for fileName in filesList:
18# print(dirPath)
19fileAbsPath = os.path.join(dirPath,fileName)
20# print(fileAbsPath)
21if os.path.isdir(fileAbsPath):
22# 是目錄就壓棧
23print("目錄：" + fileName)
24stack.append(fileAbsPath) # 當是目錄時入棧，它這時就在最外面，下一次迴圈時候要取出棧的元素是不是還是這個啊，既然是它的話就還有找他內部的東西，等把他找完了才繼續找和他並列的那些檔案。就是說抓住一根繩子使勁往下找，找到頭沒有了才返回來，這就是深度優先遍歷
25else:
26# 列印普通檔案
27print("普通：" + fileName)
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29 getAllDirDFS(path)

四，佇列模擬遞迴遍歷目錄（廣度遍歷）

1 # 這回記住了，先說一下佇列，隊是一個兩端開口的模型，一頭進一頭出，當然還有雙向佇列，迴圈等等，我們就簡單用一下最基本的佇列
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 3 import collections # 佇列在python的包裡有，所以我們直接呼叫一下，不用以為這個很難，他也只不過是型別是queue，實際的思想是一樣的，入隊append，因為這個是在右側，也就是後方入隊，另一邊出的話就是popleft，左側出，是不是很通俗，只是改了一下出來的口
 4 def getAllDirBFS(path):
 5queue = collections.deque() # 建立一個佇列，只要記得後面用法就是上面我說的那個不同就可以了
 6queue.append(path)
 7 
 8while len(queue) != 0:
 9dirPath = queue.popleft() # 僅僅這裡不同，因為佇列模擬是另一端出隊
10filesList = os.listdir(dirPath)
11for fileName in filesList:
12fileAbsPath = os.path.join(dirPath,fileName)
13if os.path.isdir(fileAbsPath):
14print('目錄：' + fileName)
15queue.append(fileAbsPath)
16else:
17print('檔案：' + fileName)
18 
19 getAllDirBFS(path)
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21 # 大家想一下，棧是哪裡進哪裡出，也就是，剛進去的元素，接下來的一次迴圈又出來了，那便是一條路走到頭，是深度遍歷；那麼現在一頭進另一頭出是什麼意思呢，就是即便判斷了這個是一個目錄，但我現在不執行你，我要把你前面這些都查一遍，找完是目錄的都新增在後面，之後再遍歷你們這些，就是把一層的內容找完再找下一層，被稱為廣度優先遍歷。

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