Шилдт Герберт
Шрифт:
Console.WriteLine ;
Console.WriteLine("Факториалы, рассчитанные итерационным методом Console.WriteLine("Факториал числа 3 равен " + f.FactR(3));
• Console.WriteLine("Факториал числа 4 равен " + f.FactR(4));
Console.WriteLine("Факториал числа 5 равен " + f.FactR(5));
При выполнении этой программы получается следующий результат.
Факториалы, рассчитанные рекурсивным методом.
Факториал числа 3 равен 6 Факториал числа 4 равен 24 Факториал числа 5 равен 120
Факториалы, рассчитанные итерационным методом.
Принцип действия нерекурсивного метода FactI вполне очевиден. В нем используется цикл, в котором числа, начиная с 1, последовательно умножаются друг на друга, постепенно образуя произведение, дающее факториал.
А рекурсивный метод FactR действует по более сложному принципу. Если метод FactR вызывается с аргументом 1, то он возвращает значение 1. В противном случае он возвращает произведение FactR (п-1) *п. Для вычисления этого произведения метод FactR вызывается с аргументом п-1. Этот процесс повторяется до тех пор, пока значение аргумента п не станет равным 1, после чего из предыдущих вызовов данного метода начнут возвращаться полученные значения. Например, когда вычисляется факториал числа 2, то при первом вызове метода FactR происходит второй его вызов с аргументом 1. Из этого вызова возвращается значение 1, которое затем умножается на 2 (первоначальное значение аргумента п). В итоге возвращается результат 2, равный факториалу числа 2 (1x2). Было бы любопытно ввести в метод FactR операторы, содержащие вызовы метода WriteLineO, чтобы наглядно показать уровень рекурсии при каждом вызове метода FactR , а также вывести промежуточные результаты вычисления факториала заданного числа.
Когда метод вызывает самого себя, в системном стеке распределяется память для новых локальных переменных и параметров, и код метода выполняется с этими новыми переменными и параметрами с самого начала. При рекурсивном вызове метода не создается его новая копия, а лишь используются его новые аргументы. А при возврате из каждого рекурсивного вызова старые локальные переменные и параметры извлекаются из стека, и выполнение возобновляется с точки вызова в методе. Рекурсивные методы можно сравнить по принципу действия с постепенно сжимающейся и затем распрямляющейся пружиной.
Ниже приведен еще один пример рекурсии для вывода символьной строки в обратном порядке. Эта строка задается в качестве аргумента рекурсивного метода
DisplayRev.
// Вывести символьную строку в обратном порядке, используя рекурсию.
using System;
class RevStr {
// Вывести символьную строку в обратном порядке, public void DisplayRev(string str) { if (str.Length > 0)
DisplayRev(str.Substring(1, str.Length-1)); else
return;
Console.Write(str[0]);
}
}
class RevStrDemo { static void Main {
string s = "Это тест"; ,
RevStr rsOb = new RevStr ;
Console.WriteLine("Исходная строка: " + s);
Console.Write("Перевернутая строка: "); rsOb.DisplayRev(sf;
Console.WriteLine;
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.
Исходная строка: Это тест Перевернутая строка: тсет отЭ
Всякий раз, когда вызывается метод DisplayRev , в нем происходит проверка длины символьной строки, представленной аргументом str. Если длина строки не равна нулю, то метод DisplayRev вызывается рекурсивно с новой строкой, которая меньше исходной строки на один символ. Этот процесс повторяется до тех пор, пока данному методу не будет передана строка нулевой длины. После этого начнется раскручиваться в обратном порядке механизм всех рекурсивных вызовов метода DisplayRev . При возврате из каждого такого вызова выводится первый символ строки, представленной аргументом s t г, а в итоге вся строка выводится в обратном порядке.
Рекурсивные варианты многих процедур могут выполняться немного медленнее, чем их итерационные эквиваленты из-за дополнительных затрат системных ресурсов на неоднократные вызовы метода. Если же таких вызовов окажется слишком много, то в конечном итоге может быть переполнен системный стек. А поскольку параметры и локальные переменные рекурсивного метода хранятся в системном стеке и при каждом новом вызове этого метода создается их новая копия, то в какой-то момент стек может оказаться исчерпанным. В этом случае возникает исключительная ситуация, и общеязыковая исполняющая среда (CLR) генерирует соответствующее исключение. Но беспокоиться об этом придется лишь в том случае, если рекурсивная процедура выполняется неправильно.