Java中遞迴和迴圈的優劣

Java · 發表 2019-03-09 22:14:00

摘要：介紹：你用你手中的鑰匙開啟一扇門，結果去發現前方還有一扇門，緊接著你又用鑰匙打開了這扇門，然後你又看到一扇門......但是當你開到一扇門時，發現前方是一堵牆無路可走了，你選擇原路返回--這就是遞迴。但是如果你開啟一扇門後，同樣發現前方也有一扇門，緊接著你又開啟下一扇門.....但...

介紹：

你用你手中的鑰匙開啟一扇門，結果去發現前方還有一扇門，緊接著你又用鑰匙打開了這扇門，然後你又看到一扇門......但是當你開到一扇門時，發現前方是一堵牆無路可走了，你選擇原路返回--這就是遞迴。

但是如果你開啟一扇門後，同樣發現前方也有一扇門，緊接著你又開啟下一扇門.....但是卻一直沒有碰到盡頭--這就是迴圈。

簡單來說：迴圈是有去無回，而遞迴是有去有回（因為存在終止條件）。

迴圈：當滿足某一條件時反覆執行某一操作（迴圈體）。

遞迴：在一個方法內部對自身進行呼叫的方法。

遞迴結構包括兩個部分：

1、遞迴頭：即什麼時候不呼叫自身方法，也就是遞迴的結束條件。如果沒有遞迴頭，程式將陷入死迴圈。

2、遞迴體：即什麼時候需要呼叫自身方法。

好了，廢話不多說，直接來擼程式碼（計算階乘的方法）。

package com.bjwyj.method;
/**
 * 遞迴和迴圈的比較
 * @author 吳永吉
 *
 */
public class TestRecursion {
public static void main(String[] args) {
//以下呼叫System下的currentTimeMillis()方法只是為了說明遞迴呼叫比迴圈呼叫更耗時
long l1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(factorial(5));
long l2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("遞迴計算階乘耗時："+(l2-l1));

System.out.println("$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");
long time1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(factorialLoop(5));
long time2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("迴圈計算階乘耗時："+(time2-time1));
}

//使用遞迴定義計算階乘的方法
public static long factorial(int num) {
if(num==1) {//遞迴頭
return 1;
}else {
return num*factorial(num-1);//遞迴體
}
}

//使用迴圈定義計算階乘的方法
public static long factorialLoop(int n) {
int result = 1;//接收計算結果
while(n>1) {
result *= n*(n-1);//實現計算結果的累乘操作
n -= 2;//每次減去2，實現數字的迭代操作
}
return result;
}
}

執行結果：

120
遞迴計算階乘耗時：1
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
120
迴圈計算階乘耗時：0

由結果可以看出，使用遞迴演算法比使用迴圈演算法更耗時。

為了更好地比較遞迴演算法的優劣，上述採用while迴圈與遞迴演算法進行對比。

先來分析上述遞迴方法的執行過程，如下圖：

迴圈方法的執行過程，如下圖：

這裡為了看起來清晰，只是簡單地畫出了棧記憶體中的執行過程（這樣畫更便於理解）。

總結：

棧，主要是用來存放棧幀的，每執行一個方法就會出現壓棧操作，所以採用遞迴的時候產生的棧幀比較多，遞迴就會影響到記憶體，非常消耗記憶體。而使用迴圈就執行了一個方法，壓入棧幀一次，只存在一個棧幀，所以比較節省記憶體。

Java中遞迴和迴圈的優劣

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