Recursion is een briljante tool voor het programmeren. Het biedt u een eenvoudige maar krachtige oplossing om verschillende problemen te benaderen. Toch kan recursie soms een beetje ingewikkeld zijn, vooral voor beginners. Mensen hebben vaak moeite om recursief te denken om te zien hoe ze het kunnen benaderen. Bovendien vinden mensen het ook moeilijk om een recursief programma te schrijven dat niet te veel tijd in beslag neemt. In dit artikel bespreken we de basisprincipes van recursie en helpen we u deze essentiële programmeervaardigheid te verfijnen of te ontwikkelen.

Recursie uitgelegd

Recursie is een methode om problemen op te lossen door middel van kleinere categorieën van hetzelfde probleem. We lossen problemen op via de deelproblemen totdat we tot de meest kleine versie komen, ook wel bekend als het basisgeval. Mensen hebben vaak moeite om recursie te begrijpen om verschillende redenen. Een recursieve functie blijft zichzelf aanroepen tot de uitvoering stopt, en een basisconditie wordt waar. Er zijn twee delen twee een recursieve functie:

– Het basisscenario
– De recursieve structuur

Basisgeval

De basis is het kleinste deel van het probleem. Verrassend genoeg kennen we de eindvoorwaarde of oplossing waarbij de functie onmiddellijk de resultaten kan teruggeven.

De recursieve structuur

Het vinden van het antwoord op een probleem door middel van de oplossing van het subprobleem is een recursieve structuur. Opnieuw wordt het verwarrend als de functie zichzelf oproept tot het doorbreken van de huidige uitdaging naar een eenvoudig niveau.

Inzicht in recursie door middel van het countdown-probleem

U moet nummers die beginnen met N tot en met één in aflopende volgorde afdrukken. We moeten de oplossing van het probleem doorbreken om kleinere versies van het probleem te vinden. Daarom kunt u het beste eerst N afdrukken en dan de functie voor het afdrukken van de rest van de N naar één nummer oproepen.

Afdrukken van cijfers van N naar één gelijk aan afdrukken (N) + Afdrukken van N-één naar één
In dit voorbeeld is het eerste het oorspronkelijke probleem, en het tweede (N-one to one is het subprobleem.) Je moet denken, de functionele gespreksketen moet ergens stoppen, en wat zou het basisgeval kunnen zijn?

Basissituatie

Het aftellen moet eindigen na het drukken van één. Nu moeten we een basisvoorwaarde invoeren voor het beëindigen van de programma-uitvoering. We moeten nu het basisscenario en de recursieve structuur voor het schrijven van de gehele recursieve uitvoering van het eerder besproken probleem mengen.

Wat is het nut van het gebruik van recursie?

Recursie schittert vaak in situaties met complexe problemen. Het zou zelfs eerlijk zijn om te zeggen dat het op de momenten dat het probleem gecompliceerder is dan gewoonlijk, aan de orde komt. Bovendien kun je recursie met bijna elk probleem toepassen. Er zijn echter bepaalde scenario’s waar je recursie bijzonder nuttig zult vinden. Hier is een situatie waarin recursie het meest schittert.

Grafieken, netwerken, hiërarchieën

Wanneer we het over algoritmen hebben en het over grafieken hebben, praten we meestal niet over de grafiek die de relatie tussen variabelen zoals de Top Coder-waarderingsgrafiek belicht (Deze richt zich op de relatie tussen uw waardering en tijd.) In plaats daarvan spreken we meestal over een web van mensen, dingen en concepten die op verschillende manieren met elkaar verbonden zijn.

Men kan zich bijvoorbeeld een wegenkaart voorstellen als een grafiek die steden en hun verbindingen met de wegen weergeeft. Grafieken kunnen massief, ingewikkeld en lastig zijn om mee om te gaan, programmatisch gezien. Bovendien lijken ze sterk op elkaar in algoritmewedstrijden en algoritmetheorie. Gelukkig kun je recursie gebruiken bij het werken met gecompliceerde elementen zoals netwerken en grafieken.

Hoe los je problemen op met behulp van recursie?

Het zou u verbazen hoeveel u nodig heeft om uw denkproces te gebruiken voor het recursief oplossen van problemen. Hier is een effectieve methode die u moet overwegen, omdat het u zal helpen om de basisgevallen en recursieve structuur met gemak te bepalen:

– Hoe kan ik een oplossing vinden door het vinden van deelproblemen van een belangrijker probleem?
– Het heeft geen zin om u zorgen te maken over het sub-probleem, want recursie zal het probleem oplossen.
– Noteer een recursieve structuur met de juiste randvoorwaarden en functieparameter
– Bepaal de basisgevallen. Zoals eerder vermeld, zijn ze de kleinste versie van het grotere probleem. U bent al op de hoogte van de oplossingen. Denk ook aan de gevolgen van het niet schrijven van een basis of het kiezen van de verkeerde basis.

Het begrijpen van deelproblemen en hun aard zijn essentieel in recursieve oplossingen. Hier zijn een paar voorbeelden:

Dynamisch programmeren

Het oplossen van problemen door middel van meerdere deelproblemen, maar de deelproblemen zijn afhankelijk.

Verdeel en verover

Het gebruik van andere elementen naast subproblemen, waar er onafhankelijke subproblemen zijn.

Waar passen mensen recursie toe

– Ontwerpen van verwante benaderingsalgoritmen
– Goed herkende sorteeralgoritmen zoals Merge Sort of Quick Sort
– Probleemoplossing via backtracking en uitputtend zoeken
– Probleemoplossing met behulp van dynamische programmering
– Met behulp van een verdeel-en-veroveringsaanpak voor het oplossen van problemen
– Oplossingen vinden voor grafiekproblemen
– Op zoek naar antwoorden op boomproblemen
– Oplossen van problemen met gekoppelde en array-lijsten

Waarom recursie essentieel is

Hier zijn enkele uitstekende redenen waarom recursie gunstig is voor programmeurs en ontwikkelaars:

1. Recursieve oplossingen zijn meestal schoner dan een iteratieve oplossing. Er zijn gevallen waarin je een `50 lijn kan reduceren tot `5 tot 10 recursielijnen.
2. Recursief denken komt in sommige gevallen vanzelfsprekender. Recursie is aantoonbaar de meest eenvoudige en transparante manier om problemen met de gegevensstructuur op te lossen, bijvoorbeeld bomen met eenvoudige recursieve structuren.
3. Sommige problemen zijn vrij lastig, en in sommige gevallen onmogelijk op te lossen door gebruik te maken van Iteratie.
4. Recursie is een uitstekende optie omdat het problemen opdeelt in onafhankelijke, kleinere deelproblemen, waardoor het eenvoudiger is om te parallelliseren.

Vitale recursiebegrippen die men moet onderzoeken

– Recursie vs. iteratievergelijking
– Verschillende recursietypes en hun eigenschappen
– Met behulp van de recursieboommethode om recursie te analyseren
– Gebruik maken van de Master Theorem om recursie te analyseren
– Voor- en nadelen van recursieve programmering
– Begrijpen hoe je iteratieve kegel in recursieve code kunt omzetten en vice versa

Waarom treedt recursie op met stapeloverloopfouten?

We moeten een uitgebreid begrip hebben van elke functie om te kunnen profiteren van recursie. Anders zouden we tonnen gecompliceerde debug-fouten kunnen hebben. Natuurlijk kan de tijd soms krap zijn, maar het is beter om te beginnen met te schrijven wat precies de rol van een bepaalde functie is.

Recursie zal enorm nuttig zijn in de echte wereld en bij het programmeren van Top Coders. Je zou verbaasd zijn om te zien hoeveel ervaren programmeurs recursie bedreigend vinden. Het oefenen ervan zal u helpen om recursief te denken en zal uiteindelijk lastige programmeerproblemen oplossen.