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Java(32)递归

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递归

概述

  • 递归：指在当前方法内调用自己的这种现象。

  • 递归的分类:

    • 递归分为两种，直接递归和间接递归。

    • 直接递归称为方法自身调用自己。

    • 间接递归可以A方法调用B方法，B方法调用C方法，C方法调用A方法。

  • 注意事项：

    • 递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。
    • 在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
    • 构造方法,禁止递归
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public class Demo01DiGui {
	public static void main(String[] args) {
		// a();
		b(1);
	}
	
	/*
	 * 3.构造方法,禁止递归
	 * 编译报错:构造方法是创建对象使用的,不能让对象一直创建下去
	 */
	public Demo01DiGui() {
		//Demo01DiGui();
	}


	/*
	 * 2.在递归中虽然有限定条件，但是递归次数不能太多。否则也会发生栈内存溢出。
	 * 4993
	 * 	Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void b(int i) {
		System.out.println(i);
		//添加一个递归结束的条件,i==5000的时候结束
		if(i==5000){
			return;//结束方法
		}
		b(++i);
	}

	/*
	 * 1.递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，否则会发生栈内存溢出。 Exception in thread "main"
	 * java.lang.StackOverflowError
	 */
	private static void a() {
		System.out.println("a方法");
		a();
	}
}

递归累加求和

计算1 ~ n的和

分析：num的累和 = num + (num-1)的累和，所以可以把累和的操作定义成一个方法，递归调用。

实现代码：

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public class DiGuiDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//计算1~num的和，使用递归完成
		int num = 5;
      	// 调用求和的方法
		int sum = getSum(num);
      	// 输出结果
		System.out.println(sum);
		
	}
  	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
	public static int getSum(int num) {
      	/* 
      	   num为1时,方法返回1,
      	   相当于是方法的出口,num总有是1的情况
      	*/
		if(num == 1){
			return 1;
		}
      	/*
          num不为1时,方法返回 num +(num-1)的累和
          递归调用getSum方法
        */
		return num + getSum(num-1);
	}
}
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请输入n的值：40
1~40的和为:820

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代码执行图解

小贴士：递归一定要有条件限定，保证递归能够停止下来，次数不要太多，否则会发生栈内存溢出。

递归求阶乘

  • 阶乘：所有小于及等于该数的正整数的积。
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n的阶乘：n! = n * (n-1) *...* 3 * 2 * 1

分析：这与累和类似,只不过换成了乘法运算，学员可以自己练习，需要注意阶乘值符合int类型的范围。

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推理得出：n! = n * (n-1)!

代码实现：

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public class DiGuiDemo {
  	//计算n的阶乘，使用递归完成
    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
      	// 调用求阶乘的方法
        int value = getValue(n);
      	// 输出结果
        System.out.println("阶乘为:"+ value);
    }
	/*
  	  通过递归算法实现.
  	  参数列表:int 
  	  返回值类型: int 
  	*/
    public static int getValue(int n) {
      	// 1的阶乘为1
        if (n == 1) {
            return 1;
        }
      	/*
      	  n不为1时,方法返回 n! = n*(n-1)!
          递归调用getValue方法
      	*/
        return n * getValue(n - 1);
    }
}
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请输入n的值：5
5的阶乘为:120

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递归打印多级目录

分析：多级目录的打印，就是当目录的嵌套。遍历之前，无从知道到底有多少级目录，所以我们还是要使用递归实现。

代码实现：

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public class DiGuiDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
      	// 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void  printDir(File dir) {
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	// 循环打印
      	/*
      	  判断:
      	  当是文件时,打印绝对路径.
      	  当是目录时,继续调用打印目录的方法,形成递归调用.
      	*/
        for (File file : files) {
    		// 判断
            if (file.isFile()) {
              	// 是文件,输出文件绝对路径
                System.out.println("文件名:"+ file.getAbsolutePath());
            } else {
              	// 是目录,输出目录绝对路径
                System.out.println("目录:"+file.getAbsolutePath());
              	// 继续遍历,调用printDir,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}
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文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\2.txt
目录：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a
文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\2.txt
目录：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\b
文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\b\2.txt
文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\b\test4.java
目录：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\aa
目录：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\aa\bb
文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\aa\test3.java

进程已结束,退出代码0

综合案例

文件搜索

搜索D:\aaa 目录中的.java 文件。

分析：

  1. 目录搜索，无法判断多少级目录，所以使用递归，遍历所有目录。
  2. 遍历目录时，获取的子文件，通过文件名称，判断是否符合条件。

代码实现：

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public class DiGuiDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建File对象
        File dir  = new File("D:\\aaa");
      	// 调用打印目录方法
        printDir(dir);
    }

    public static void printDir(File dir) {
      	// 获取子文件和目录
        File[] files = dir.listFiles();
      	
      	// 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
              	// 是文件，判断文件名并输出文件绝对路径
                if (file.getName().endsWith(".java")) {
                    System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
                }
            } else {
                // 是目录，继续遍历,形成递归
                printDir(file);
            }
        }
    }
}
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文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\b\test4.java
文件名：E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\aa\test3.java

进程已结束,退出代码0

文件过滤器优化

java.io.FileFilter是一个接口，是File的过滤器。 该接口的对象可以传递给File类的listFiles(FileFilter) 作为参数， 接口中只有一个方法。

boolean accept(File pathname) ：测试pathname是否应该包含在当前File目录中，符合则返回true。

分析：

  1. 接口作为参数，需要传递子类对象，重写其中方法。我们选择匿名内部类方式，比较简单。
  2. accept方法，参数为File，表示当前File下所有的子文件和子目录。保留住则返回true，过滤掉则返回false。保留规则：
    1. 要么是.java文件。
    2. 要么是目录，用于继续遍历。
  3. 通过过滤器的作用，listFiles(FileFilter)返回的数组元素中，子文件对象都是符合条件的，可以直接打印。

代码实现：

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public class DiGuiDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("D:\\aaa");
        printDir2(dir);
    }
  
    public static void printDir2(File dir) {
      	// 匿名内部类方式,创建过滤器子类对象
        File[] files = dir.listFiles(new FileFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File pathname) {
                return pathname.getName().endsWith(".java")||pathname.isDirectory();
            }
        });
      	// 循环打印
        for (File file : files) {
            if (file.isFile()) {
                System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
            } else {
                printDir2(file);
            }
        }
    }
}      
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Lambda优化

分析：FileFilter是只有一个方法的接口，因此可以用lambda表达式简写。

lambda格式：

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()->{ }

代码实现：

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public static void printDir3(File dir) {
  	// lambda的改写
    File[] files = dir.listFiles(f ->{ 
      	return f.getName().endsWith(".java") || f.isDirectory(); 
    });
  	
	// 循环打印
    for (File file : files) {
        if (file.isFile()) {
            System.out.println("文件名:" + file.getAbsolutePath());
      	} else {
        	printDir3(file);
      	}
    }
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E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\a\b\test4.java
E:\学习笔记\Java\java编程基础\improve-code\day08-code\test\aa\test3.java

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