递归算法与优化后的算法对比

前段时间看了《【面试】——反应迟钝的递归》中的三个递归算法，斐波那契数列优化后的算法思路确实不错，但是后面2个数列用递归的话，个人感觉有点得不偿失。能不用递归的话，尽量不用，因为有些算法完全可以用数学来解决。因此，本文中将这三个数列的最终算法总结如下。

1、计算数组1,1,2,3,5,8,13...第30位的值

递归算法如下：

public static int CalculateFibonacciSequence(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 



            if (index == 1 || index == 2)  



            {  


                return 1;  


            }  


 


            return CalculateFibonacciSequence(index - 1) + CalculateFibonacciSequence(index - 2);  


        } 

用递归算法来计算的话，有很多重复性的操作，采用数组相对来说，效率更高，最终算法如下：

public static int CalculateFibonacciSequence(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 



            if (index == 1 || index == 2)  



            {  


                return 1;  


            }  


 



            int[] fibonacciArray = new int[index];  



            fibonacciArray[0] = 1;  


            fibonacciArray[1] = 1;  


 



            for (int innerIndex = 2; innerIndex < fibonacciArray.Length; innerIndex++)  



            {  


                fibonacciArray[innerIndex] = fibonacciArray[innerIndex - 1] + fibonacciArray[innerIndex - 2];  


            }  


 


            return fibonacciArray[index - 1];  


        } 

对于斐波那契数列，通用公式为Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2，n∈N*)，直接循环计算一次就可以获得所需的值。

2、计算1+2+3+4+...+n的值

递归算法如下：

public static int CalculateNumberSequenceCount(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 


            return CalculateNumberSequenceCount(index - 1) + index;  


        } 

当数字(index)很大时，用上面的递归算法肯定是有问题的，我们看下最终的算法，如下所示：

public static int CalculateNumberSequenceCount(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 


            return index * (index + 1) / 2;  


        } 

对于1+2+3+4+...+n，完全是高中数学的等差数列求和的一个特例。1+2+3+4+......+n等于(首项+末项)*项数/2，所以结果为n(n+1)/2 。这个完全可以不用递归来进行计算，公式套用一下就解决了。

3、计算1-2+3-4+5-6+7+...+n的值

递归算法如下：

public static int CalculateNumberSequence(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 



            return index % 2 == 0 ? CalculateNumberSequence(index - 1) - index : CalculateNumberSequence(index - 1) + index;  



        } 

对于1-2+3-4+5-6+7+...+n，可以分为2种情况，分别为：

(1)当n是偶数时，1-2+3-4+5-6+7+...+n=(1-2)+(3-4)+(5-6)+……+[(n-1)-n]

=-1×(n/2)

=-n/2

(2)当n是奇数时，1-2+3-4+5-6+7+...+n=(1-2)+(3-4)+(5-6)+……+[(n-2)-(n-1)]+n

=-1×(n-1)/2 +n

=(n+1)/2

因此，最终的算法如下：

public static int CalculateCrossNumberSequence(int index)  


        {  



            if (index <= 0)  



            {  


                return 0;  


            }  


 



            return index % 2 == 0 ? -index / 2 : (index + 1) / 2;  



        }