C语言教学课件：第九部分 递归程序设计技术.ppt

在C语言中，递归是一种强大的程序设计技术，它涉及到函数或过程调用自身来解决问题。递归在解决某些特定问题时，可以使代码更加简洁易读。本篇教学课件主要探讨了递归与循环的关系，以及递归函数的执行过程、效率和计算复杂度。 1. 循环与递归 循环是编程中用来重复执行任务的基本结构，常用于执行固定次数或直到满足某个条件为止的计算。而递归则是一种函数或过程在其定义中调用自身的技术。虽然循环和递归都可以用来实现重复计算，但在C语言中，对于那些计算过程依赖于某些参数的情况，递归有时能提供更优雅的解决方案。例如，计算整数阶乘的函数可以使用递归实现，因为每个阶乘值是基于前一个阶乘值计算出来的。 2. 递归定义 递归的数学定义通常涉及函数自身的引用，如计算阶乘的递归公式：n! = n * (n-1)!。C语言支持递归定义，即函数内部可以调用自身，但需要注意的是，递归必须有一个终止条件，防止无限循环。 3. 递归函数的执行过程 当一个递归函数被调用时，每次调用都会在内存堆栈中分配新的空间来保存局部变量和返回地址。例如，计算6的阶乘时，会依次调用fact(6)，fact(5)，fact(4)，fact(3)，fact(2)，fact(1)，最后在fact(1)处返回1，然后逐层返回并计算结果。这个过程形成一个“调用栈”，每层调用对应堆栈中的一块内存。 4. 递归函数的效率与堆栈溢出 虽然递归简化了代码，但其效率通常低于循环，因为每次函数调用都需要额外的内存分配。如果递归调用次数过多，可能导致堆栈溢出，这是由于有限的堆栈空间无法容纳更多的函数调用记录。 5. 计算复杂度 递归算法的计算复杂度是衡量算法运行时间和所需资源的重要指标。对于阶乘函数，递归的计算复杂度是O(n)，因为需要进行n次乘法操作。了解计算复杂度有助于优化算法，避免不必要的资源消耗。 总结来说，递归是C语言中一种重要的程序设计技巧，它利用函数自我调用来解决复杂问题。理解递归的基本概念、执行过程以及其效率和计算复杂度，对于编写高效、清晰的C语言程序至关重要。然而，使用递归时应谨慎，确保有适当的终止条件，并考虑其对系统资源的影响。