Можно ли кодировать все рекурсивные функции с помощью итераций? [закрыто]

Каковы преимущества рекурсии?

Некоторые языки программирования могут оптимизировать хвостовую рекурсию, но, в общих чертах, рекурсия потребляет больше ресурсов, чем обычные циклы.

Возможно ли иметь итеративную версию некоторой рекурсивной функции?

Да, вы можете кодировать рекурсивные функции как итерации. По сути, это требует от вас вести информацию вручную, которая в противном случае была бы учтена кодом вызова метода, сгенерированным компилятором.

Другими словами, вам нужен стек, где каждая запись является структурой, содержащей переданные параметры и все локальные переменные. Вы всегда работаете с самой верхней записью в стеке. Если вам нужно позвонить себе, создайте новую запись и поместите ее поверх стека. Когда закончите, возьмите самую верхнюю запись в стеке, открывая следующую, и используйте ранее самую верхнюю запись, чтобы извлечь возвращаемые значения и соответственно обновить новую самую верхнюю запись.

Я предлагаю вам изучить книгу компиляторов, чтобы увидеть, как это обычно реализуется в машинном коде.

Рекурсия часто является более естественным взглядом на вещи, чем итерация. Например, рассмотрим обход по порядку двоичного дерева: inorder(left); process(); inorder(right);это намного проще, чем явное ведение стека.

До тех пор, пока вы не зайдете слишком глубоко (взорвав стек), разница в использовании ресурсов обычно тривиальна. Не беспокойся об этом вообще. Простой код обычно лучше, чем оптимизированный вручную, хотя бывают и исключения. Право обычно лучше, чем быстро.

Любой рекурсивный алгоритм может быть выражен как итеративный алгоритм, но вам может потребоваться сохранить явный стек (соответствующий стеку вызовов, который обрабатывается неявно). В конце концов, если вы скомпилируете рекурсивную функцию, вы получите что-то, что зависит от манипулирования стеком и циклического перемещения по функции, и это итеративно.

Хвостово-рекурсивные функции могут быть легко преобразованы в циклы и не нуждаются в стеке, но это особый случай.

Каковы преимущества рекурсии?

Попробуйте решить проблему башен Ханоя итеративно. Как только вы сдадитесь, посмотрите на итеративное решение и сравните его с рекурсивным. Какой из них проще?

Возможно ли иметь итеративную версию некоторой рекурсивной функции?

Да в принципе. Однако для многих задач, включая очень распространенные задачи, такие как обход дерева, рекурсивные решения намного проще и элегантнее, чем итеративные.

Каковы преимущества рекурсии?

Простота. Без оптимизации хвостового вызова это, конечно, требует больше ресурсов (стека), но как бы вы реализовали, скажем, deltreeв Java без рекурсии? Суть в том, что delete()можно удалять каталоги, только если они пусты; вот это с рекурсией:

deltree(File fileOrDirectory) {
    if (fileOrDirectory.isDirectory()) {
        for (File subFileOrDirectory : fileOrDirectory.listFiles()) {
            deltree(subFileOrDirectory);
        }
    }
    fileOrDirectory.delete();
}

Я считаю, что рекурсия - это один из тех инструментов, которым должен жить программист. С помощью рекурсии вы можете «думать» о своих алгоритмах и решать их так, как вы об этом думаете. Но я должен предупредить вас, что все говорят о том, насколько хороша рекурсия и насколько прост в коде, в связи с этим я хочу сказать несколько вещей:

1. Прежде всего, подумать о «рекурсивном пути» алгоритма нелегко. Создание такой функции, как факториал (n!) Или что-то вроде Ханойских башен, является лишь верхушкой айсберга, а для достижения дна требуется много времени.
2. Не думайте, что рекурсия вносит простоту только в ваш код, иногда итеративный путь уродлив и неопрятен, но экономичен (посмотрите на рекурсивное решение проблемы Фибоначчи)

Имея это в виду, учитесь рекурсии! это смешно, сложно, и это разобьет ваш мозг! Но вам понравится.

Удачи!