如何将循环转为递归函数

时间:2022-10-13 22:02:19

命令式编程向函数式编程过渡,其中一个问题就是不再写循环(while、for),而用递归函数代替

但若从未总结的话,有时候会发现比较难以转换。这里就进行一下总结,找出循环和递归的对应关系

什么是循环?所有的循环都可以看作,在一定条件下,反复执行某一段代码。循环体可以访问体外的变量,更改它们而产生副作用(实际上也仅能通过副作用来产生影响)

循环的几个关键是:没有返回值、产生副作用、可以终止、可以进入下一轮

而我们的目标是使用递归函数实现循环,同时满足需求。

这个递归函数需要具有这样的特征来匹配对应的循环:有返回值、没有副作用、可以终止、可以进入下一轮

这里暗含了为什么我们容易写循环而不容易写递归函数。循环的终止和继续都在循环体外控制,而参数是通过外部变量的形式被循环体访问,也不用返回,因此循环体写起来比较轻松。而对应的递归函数,需要在函数内考虑终止,考虑继续,考虑接受的参数,考虑返回的值。

接下来就要分析如何从循环映射到递归函数

首先要分析环境。环境就是这段代码要用到的变量、返回值。对于循环,理论上循环体外的所有变量它都可以访问,但是这里要看清楚,它具体使用了哪些,修改了哪些。对应地,循环体访问过的变量,就是递归函数需要接受的参数(包括index);而循环体改变的变量,可能是递归函数的返回值,这个根据情况而定,有些变量仅仅是作为传递的逻辑依据,比如index。

然后,循环的进入下一轮,包括条件满足,以及内部的continue,都可以在递归函数中实现为用新参数递归调用。而循环的终止,包括条件不满足以及break,都可以在递归函数中实现为返回值。

注意,由于循环的每一体不可能驻留,所以循环一定可以实现为尾递归。


tips:找出设计的变量,找出终止的情况(成功返回,失败返回),找出进入下一轮的情况(递归)