递归程序设计(卖鸭子,角谷定理)
一.实验目的
- 掌握递归程序设计的方法。明确递归的概念,通过对问题的分析,找出递归关系以及递归出口以对问题进行递归结构设计;
- 掌握递归程序转换为非递归程序的方法。
二.实验内容
1.一个人赶着鸭子去每个村庄卖,每经过一个村子卖去所赶鸭子的一半又一只。这样他经过了七个村子后还剩两只鸭子,问他出发时共赶多少只鸭子?经过每个村子卖出多少只鸭子?
2.角谷定理。输入一个自然数,若为偶数,则把它除以2,若为奇数,则把它乘以3加1。经过如此有限次运算后,总可以得到自然数值1。求经过多少次可得到自然数1。
三. 题目分析及调试
1.递归:根据经过第x个村庄后剩余鸭子数与卖出鸭子数之和为刚到达第x个村庄鸭子数之和。设经过第x个村庄后剩余鸭子数为Duck(x)只,则刚到达本村时鸭子数为2*(Duck(x)+1),卖出鸭子数为Duck(x)+2,则
。因此刚出发时共赶Duck(0)只鸭子;经过第七个村庄时,剩余鸭子数为2只,所以Duck(7)=2。
非递归:采用循环方法。经过第八个村庄后剩余0只鸭子,因此经过前一个村庄时剩余鸭子数为:第i-1个村庄剩余数=(第i个村庄剩余数+1)*2,第i个村庄卖出数=第i个村庄剩余数+2。
递归:
非递归:
2.递归:当输入值为1时,直接输出1且输出STEP=1,所以Jiaogu(1)=1,i=1;
当输出值不为1为偶数x时,先输出x值,记运算次数i++,递归Jiaogu(x/2,i);当输出值不为1为奇数x时,先输出x值,记运算次数i++,递归Jiaogu(x*3+1,i);
最终输出STEP=i。
非递归:判断输入值y是否为1时执行while循环体,当不为1时,判断y的奇偶性,进行不同的运算,累计执行次数;当y=1时,输出STEP=i。
递归:
非递归:
四.总结
在写递归方法遇到的问题主要是递归体的构造与变量的选定,有可能会进入死循环。但使用递归方法可以减少代码量,同时也更加灵活。主要是要找到递归出口与递归体,结构一般为if-else语句,递归体一般由一个或多个推导数学公式组成。