栈与递归的实现

  对于栈有些问题还不是很熟悉,所以暂时需要些时间去理解,需要多写些代码去体会,,栈还有一个重要应用是在程序设计语言中实现递归,所以这次主要是讲递归的实现,大家熟悉的阶乘函数,2阶Fibonacci数列和Ackerman函数等,其次还有的数据结构,如二叉树、广义表等,由于结构本身固有的递归特性,则它们的操作可递归的描述,另外还有一类问题,虽然问题本身没有明显的递归结构,但是递归求解比迭代求解更简单,如八皇后问题、Hanoi塔问题等。

  递归是一种数学上分而治之的思想,它将大型复杂问题转化为与原问题相同但规模较小的问题进行处理,数学表示如下:

      栈与递归的实现

 

  下面我以一个八皇后问题来说一下这儿的递归问题,在一个8X8国际象棋中,有8个皇后,每个皇后占一格,要求皇后间不会出现相互“攻击”的现象,即不能有两个皇后处在同一行,同一列或者同一对角线上。那么怎么来实现这个想法呢?下面是我的算法思路:先给两个了、变量i,j赋值为1,从第i行开始,恢复j的当前值,判断第j个位置。1、位置j可放入皇后,标记位置(i,j),i++,j = 1; 2、位置j不可放入皇后,j++,i = 1;  3、当j>8时候,j--,继续上述循环; 4、第八行有位置可以放入皇后。

  实现代码如下:

栈与递归的实现栈与递归的实现
 1 #include <stdio.h>
 2 #define N 8
 3 
 4 typedef struct _tag_Pos
 5 {
 6     int ios;
 7     int jos;
 8 } Pos;
 9 
10 static char board[N+2][N+2];
11 static Pos pos[] = { {-1, -1}, {-1, 0}, {-1, 1} };
12 static int count = 0;
13 
14 void init()
15 {
16     int i = 0;
17     int j = 0;  
18     for(i=0; i<N+2; i++)
19     {
20         board[0][i] = '#';
21         board[N+1][i] = '#';
22         board[i][0] = '#';
23         board[i][N+1] = '#';
24     }    
25     for(i=1; i<=N; i++)
26     {
27         for(j=1; j<=N; j++)
28         {
29             board[i][j] = ' ';
30         }
31     }
32 }
33 
34 void display()
35 {
36     int i = 0;
37     int j = 1;  
38     for(i=0; i<N+2; i++)
39     {
40         for(j=0; j<N+2; j++)
41         {
42             printf("%c", board[i][j]);
43         }     
44         printf("\n");
45     }
46 }
47 
48 int check(int i, int j)
49 {
50     int ret = 1;
51     int p = 0;  
52     for(p=0; p<3; p++)
53     {
54         int ni = i;
55         int nj = j;       
56         while( ret && (board[ni][nj] != '#') )
57         {
58             ni = ni + pos[p].ios;
59             nj = nj + pos[p].jos;           
60             ret = ret && (board[ni][nj] != '*');
61         }
62     }
63     
64     return ret;
65 }
66 
67 void find(int i)
68 {
69     int j = 0;   
70     if( i > N )
71     {
72         count++;       
73         printf("Solution: %d\n", count);      
74         display();       
75         getchar();
76     }
77     else
78     {
79         for(j=1; j<=N; j++)
80         {
81             if( check(i, j) )
82             {
83                 board[i][j] = '*';               
84                 find(i+1);               
85                 board[i][j] = ' ';
86             }
87         }
88     }
89 }
90 
91 int main()
92 {
93     init();
94     find(1);
95     
96     return 0;
97 }
queen

 

  编译结果如下图:

栈与递归的实现

当不断按Enter的时候,会陆续出现Solution一直到Solutioin92,再按Enter会退出了。如下图

栈与递归的实现

 

小结:

  递归是一种将问题分而治之的思想,解决问题的时候首先就要建立递归的模型;

  如上图到Solution92的时候就结束了,所以解决递归问题首先要有边界条件,否则将死循环;