如果要用java实现算法，一定慎用递归

 

现象 ：

递归是我们很经典的一种算法实现，可以很好的描述一个算法的原理！对于算法的描述、表现和代码结构理解上，递归都是不错的选择！

但是本文想说的是java实现一个递归算法的时候尽量不要用递归实现，而是转换成的非递归实现。

最近在实现一个比较复杂算法的时候，尝试了一下，非递归实现相比递归实现速度上能提升1/3。

以下面一个简单的例子来说：

(注：为了描述简单，所以这里只用一个简单的例子。这个例子可以用更简单的数学公式来实现，所以请大家不要过分在意。 重点是想说明递归可能带来的一些问题)

输入参数：N

输出结果: log1+log2+log3+....+logN

两种实现代码如下：

 

package test;

public class RecursiveTest {
	/**
	 * 递归实现
	 * 
	 * @param n
	 * @return
	 */
	public static double recursive(long n) {
		if (n == 1) {
			return Math.log(1);
		} else {
			return Math.log(n) + recursive(n - 1);
		}
	}

	/**
	 * 非递归实现
	 * 
	 * @param n
	 * @return
	 */
	public static double directly(long n) {
		double result = 0;
		for (int i = 1; i <= n; i++) {
			result += Math.log(i);
		}
		return result;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int i = 5000000;
		long test = System.nanoTime();
		long start1 = System.nanoTime();
		double r1 = recursive(i);
		long end1 = System.nanoTime();
		long start2 = System.nanoTime();
		double r2 = directly(i);
		long end2 = System.nanoTime();

		System.out.println("recursive result:" + r1);
		System.out.println("recursive time used:" + (end1 - start1));
		System.out.println("non-recursive result:" + r2);
		System.out.println("non-recursive time used:" + (end2 - start2));
	}
}

 

得到运行结果如下：

recursive result:7.212475098340103E7
recursive time used:539457109
non-recursive result:7.212475098340103E7
non-recursive time used:282479757

 

可以看出递归的运行时间是非递归运行时间将近2倍。

(注:以上代码还是在-Xss200m的参数下运行的，如果栈空间不足，直接不能运行)

 

原因简单分析：

 

上图是java线程栈的结构。java将为每个线程维护一个堆栈，堆栈里将为每个方法保存一个栈帧，栈帧代表了一个方法的运行状态。 也就是我们常说的方法栈。最后一个为当前运行的栈帧。

那么每一次方法调用会涉及：

1.为新调用方法的生成一个栈帧

2.保存当前方法的栈帧状态

3.栈帧上下文切换，切换到最新的方法栈帧。

 

递归实现将导致在栈内存的消耗(往往需要调整Xss参数)和因为创建栈帧和切换的性能开销，最终大大的影响效率！

 

所以，如果你想提升你的算法效率，不要使用递归实现是一个基础原则！

另外，递归是我们用来理解算法的一个方法，当用代码来实现的时候基本都可以转换成非递归的代码实现！

 

循环与递归，一般可以用循环解决的当然首选循环。
但是递归解决问题简单明了，有时候递归更快，例如解决汉诺塔问题不用递归的话，恐怕更慢。

递归一般用来
1、复杂度不高，N不大
2、问题复杂，易理解，简单明了

具体问题具体分析，比如，递归通过限制条件降低复杂度，
增加步长，简化问题或模型，再或者化成非递归形式。

比如lz的问题，N很大的时候，直接用阶乘的stirling表达式。

是的 这里的例子只是为了说明一下递归存在的问题 所以举了一个简单的例子！

我真正实现的算法是比较复杂的，一开始是用递归，后面改成非递归实现，有很大提升！

学习了 递归的开销问题

如果不是重要的模块，用递归可以简洁很多。。用不用递归要多方面考虑，性能和代码复杂度之间都要有所权衡。。

这个东西，用数学方式比用程序一步一步的傻算有效得多

除非疯子才一个一个算logx相加 .......
向楼上所说递归是用来简单化来表达数据处理的思想

要是不用递归试试计算 f(n)=f(n-1)+f(n-2)+f(n-3)+f(n-4)+f(n-5)
不管是用非递归或推数学公式(上面公式已经要计算一元五次方程的解了)，会非常复杂

而且想说，你的代码程序，log精度早丢失了

五次方程没有根式解，
手工计算5个根有点累。
计算机计算起来比较容易。