递归算法常见问题(Java)

问题:斐波那契数列,第1项和第2项都为1,后面每一项都为相邻的前俩项的和,求第n个数

解法:每一个数都为前俩个数之和,第1项和第2项都为1,所以写 方法f1(n)即为求第n个数,那么f1(n-1)为求第n-1个数,f(n-2)为第n-2个数。所以f1(n)=f1(n-1)+f1(n-2),然后设置出口,n=1或者n=2时返回1。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {System.out.println(f1(6));}//斐波那契数列,第1项和第2项都为1,后面每一项都为相邻的前俩项的和,求第n个数//f1为求第n个数,第n个数为第n-1个数加上第n-2个数static int f1(int n){if(n==1||n==2)return 1;return f1(n-1)+f1(n-2);}
}

问题:求m和n的最大公约数,m>n

解法:若m%n=0,则n即最大公约数,若为k,则m与n的最大公约数可转换为 n与k的最大公约数

public class Test2 {public static void main(String[] args) {System.out.println(f2(36, 24));}//斐波那契数列,第1项和第2项都为1,后面每一项都为相邻的前俩项的和,求第n个数//f1为求第n个数,第n个数为第n-1个数加上第n-2个数static int f2(int m,int n){if(m%n==0)return n;return f2(n,m%n);}
}

问题:对无序数组arr进行排序,arr数组大小为k

解法:对无序数组arr排序 等价于 对前k-1个元素排序后,在对第k个元素插入排序。先进行第1个元素和第2个元素的排序,然后对第3个元素插入排序,然后对第4个元素插入排序....不断递归。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {int[] arr= new int[]{9,9,7,6,5,4,3,2,1};f3(arr,arr.length-1);for (int i : arr) {System.out.println(i);}}static void f3(int[] arr,int k){if(k==0)return;//对前k-1个元素进行排序f3(arr,k-1);//把位置k的元素插到前面int x=arr[k];int index=k-1;while(index>=0 && x<arr[index]){arr[index+1]=arr[index];index--;}arr[index+1]=x;}
}

问题:汉诺塔

将1~N从a移动到c,b作为辅助
等价于:将1~N-1从a移动到b,将N移动到c,这时a为空,c为空(此时c有N但因为N不用动了,所以看作为空),然后在把1~N-1移动到c,a为辅助。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {f4(3,"A","C","B");}//N个小盘子,from初始柱子,to目标柱子,help辅助柱子static void f4(int n,String from,String to,String help){if(n==1){System.out.println("move"+n+"from"+from+"to"+to);}else {f4(n-1,from,help,to); //把前n-1个盘子移到辅助柱子上System.out.println("move"+n+"from"+from+"to"+to);//n号盘子可以到达目标柱子f4(n-1,help,to,from); //n-1个盘子回到目标柱子}}
}

问题:上楼梯、一共n阶,一次性可以上1阶、2阶或3阶,问多少种走楼梯的方法

 上第n阶时,有三种情况,它可以从第n-1阶上1阶、从第n-2阶上2阶、从第n-3阶上3阶。

所有f(n)=f(n-1)+f(n-2)+f(n-3)。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {System.out.println(f1(8));}static int f1(int n){if(n==1)return 1;if(n==2)return 2;if(n==3)return 4;return f1(n-3)+f1(n-2)+f1(n-1);}
}

问题:旋转数组,把一个递增数组的前若干个序列搬到该数组的最后,比如{1,2,3,4,5}->{3,4,5,1,2},求该数组的最小值

解法:最小值一定在无序的那一半中。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {}//最小值一定在无序的那一半中。static int f2(int[] arr){int begin=0,end=arr.length-1;//考虑没有旋转这种特殊旋转if(arr[begin]<arr[end])return arr[begin];while(begin+1<end){int mid=begin+((end-begin)>>1);if(arr[mid]>arr[begin]){ //左侧为有序begin=mid;}else{ //右侧有序end=mid;}}return arr[end];}
}

问题:在给定一个无序的数组中,找出最长连续递增的子序列

解法:找到第一个递增子序列的长度,然后递归下一个递增子序列的长度,直到遍历完数组

public class Test2 {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[]{1,9,4,5,6,7,8,9,3,6,7};int[]ans=f4(arr,0);for(int i=0;i<ans.length;i++){System.out.println(ans[i]);}}static int[] f4(int[] arr,int start){if(start>=arr.length)return new int[]{};int count=1,index=start;while(index<arr.length-1 &&arr[index+1]>arr[index]){index++;count++;}int[] ans= new int[count];for(int i=start;i<start+count;i++){ans[i-start]=arr[i];}int[] a=f4(arr,start+count);return count>a.length?ans:a;}
}

问题:设计一个高效的求a的n次幂的算法

public class Test2 {public static void main(String[] args) {int n = -3int ans=f5(2,Math.abs(n));System.out.println(n>=0?ans:("1/"+ans));}static int f5(int a,int n){if(n==0)return 1;int ans=a;int ex=1;//指数while((ex<<1)<=n){ans*=ans;ex<<=1;}//差n-ex次方ans*=f5(a,n-ex);return ans;}
}

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