Рекурсия в Паскале
Учитель :
Тлехурай Ю.В.
МБОУ «Лицей №8»
Что вы видите на картинах?
Это явление в искусстве называется рекурсией
«Чтобы понять рекурсию, нужно сначала понять рекурсию.»
рекурсия — частичное определение объекта через себя, определение объекта с использованием ранее определённых.
Научно выражаясь:
Рекурсия — метод определения класса объектов или методов предварительным заданием одного или нескольких (обычно простых) его базовых случаев или методов, а затем заданием на их основе правила построения определяемого класса.
Итерация от человека.
Рекурсия – от Бога.
Питер Дойч
Рекурсия в физике Рекурсия в языке и литературе
Классическим примером бесконечной рекурсии являются два поставленные друг напротив друга зеркала : в них образуются два коридора из затухающих отражений зеркал.
Другим примером бесконечной рекурсии является эффект самовозбуждения (положительной обратной связи) у электронных схем усиления , когда сигнал с выхода попадает на вход, усиливается, снова попадает на вход схемы и снова усиливается. Усилители, для которых такой режим работы является штатным, называются автогенераторы.
Пример рекурсивной словарной статьи:
«У попа была собака…» - типичная рекурсия
Несколько рассказов Станислава Лема посвящены казусам при бесконечной рекурсии:
Рассказ о сепульках («Звёздные дневники Йона Тихого»), в котором герой последовательно переходит от статьи о сепульках к статье о сепуляции, оттуда к статье о сепулькариях, в которой снова стоит отсылка к статье «сепульки».
Рассказ о разумной машине, которая обладала достаточным умом и ленью, чтобы для решения поставленной задачи построить себе подобную, и поручить решение ей (итогом стала бесконечная рекурсия, когда каждая новая машина строила себе подобную и передавала задание ей).
Рекурсия в программировании -
это такой способ организации вычислительного процесса, при котором процедура или функция в ходе выполнения составляющих ее операторов обращается сама к себе.
Для того, чтобы такое обращение не было бесконечным, в тексте подпрограммы должно быть условие, по достижению которого дальнейшего обращения не происходит. таким образом, рекурсивное обращение может включаться только в одну из ветвей подпрограммы.
Пример. Вычисление факториала натурального числа
Составить рекурсивную функцию, вычисляющую факториал числа n следующим образом:
function f ( n : integer): longint;
begin
if n = 1 then f := 1
else f:= n * f( n -1 );
{ функция fвызывает саму себя}
end
Программа на Паскале используя рекурсию:
Var n: integer;
a: longint;
function factorial ( n : integer): longint;
begin
if n = 1 then factorial := 1 else factorial := n * factorial ( n -1 );
End;
Begin
Write(‘n=’);
Readln(n);
A:= factorial ( n );
Write (‘n!=’,a );
Readln;
end.
Леонардо Пиза́нский Фибоначчи
Числа Фибоначчи – это элементы числовой последовательности
0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …, в которой каждое последующее число равно сумме двух предыдущих.
Задача: Вывести на экран ряд чисел Фибоначчи, состоящий из n элементов.
Описание переменных:
n – количество элементов ряда;
a, b – значения двух последних элементов ряда;
c – буферная («запасная») переменная;
i – счетчик.
Алгоритм решения задачи:
1. Получить значение n.
2. Присвоить a и b значения 0 и 1 соответственно (это первые числа ряда Фибоначчи). Вывести их на экран.
3. Начиная с 3-го элемента по n:
a) выводить на экран сумму a и b ,
b) сохранить значение переменной b в c ,
c) записать в b сумму a и b ,
d) присвоить a значение с .
Программа на языке Паскаль используя итерацию:
program Fibonacci;
var
a,b,c,i,n: integer;
begin
write('n = ');
readln(n);
a := 0;
write(a,' ');
b := 1;
write(b,' ');
for i:=3 to n do begin
write(a+b,' ');
c := b;
b := a + b;
a := c;
end;
readln;
end.
Программа на языке Паскаль используя рекурсию:
Рекурсивное определение для вычисления чисел Фибоначчи выглядит следующим образом:
Это определение чисел Фибоначчи легко преобразовать в рекурсивную функцию:
function f(n: Integer) : longint;
begin
If n
f := n
else
f := f(n– 1) + f(n - 2);
end;
Program chislaFibonacci;
var n,i: integer;
a: longint;
function fib ( n : integer): longint;
begin
If n
fib := n
else
fib:= fib(n– 1) + fib(n - 2);
End;
begin
write(‘n=’);
readln(n);
for i:=0 to n do begin
A:= fib ( n );
write (‘ ’,a );
end;
readln;
end.
b, то нод ( а , b)= нод ( а -b , b). Если а b, то нод ( а , b)= нод ( а , b-а). Program noddvyxchisel; var a,b: longint; function nod(a,b:longint): longint; begin If a = b Then nod := a else if ab then nod:= nod(a-b,b) else nod:= nod(a,b-a) End; begin write(‘a=’); readln(a); write(‘b=’); readln(b); A:= nod(a,b); write(‘nod=’,a); readln; end. " width="640"
Домашнее задание
Написать программу нахождения НОД двух натуральных чисел, используя алгоритм Евклида и рекурсию
Даны два натуральных числа а и b.
Если а = b, то нод ( а , b)=а.
Если а b, то нод ( а , b)= нод ( а -b , b).
Если а b, то нод ( а , b)= нод ( а , b-а).
Program noddvyxchisel;
var a,b: longint;
function nod(a,b:longint): longint;
begin
If a = b Then
nod := a
else
if ab then nod:= nod(a-b,b)
else nod:= nod(a,b-a)
End;
begin
write(‘a=’);
readln(a);
write(‘b=’);
readln(b);
A:= nod(a,b);
write(‘nod=’,a);
readln;
end.
Задача о Ханойских башнях.
На одном из трех алмазных шпилей надето 64 круглых золотых диска. Диски имеют разные радиусы и расположены на шпиле в порядке убывания радиусов от основания к вершине. Требуется перенести диски с первого шпиля на второй, используя при необходимости и третий шпиль.
При этом неукоснительно должны соблюдаться следующие правила:
- за один раз можно перемещать только один диск;
- больший диск нельзя располагать на меньшем диске;
- снятый диск необходимо надеть на какой-либо шпиль перед тем, как будет снят другой диск.
Трудолюбивые буддийские монахи день и ночь переносят диски со шпиля на шпиль. Легенда утверждает, что когда монахи закончат свою работу, наступит конец света. Можно было бы подсчитать, что для решения задачи с 64 дисками потребуется2 64 – 1 перемещений. Поэтому что касается конца света, то он произойдет по истечении пяти миллиардов веков, если считать, что один диск перемещается за одну секунду. Впрочем, и задачу, и легенду для неё придумал в 1883 году математик Эдуард Люка из колледжа Сен-Луи .
Задача . Составить рекурсивную программу, которая бы решала поставленную выше задачу о Ханойских башнях при количестве дисков, равном n (n = 1, 2, …).
Решение.
Введем имена для шпилей: a, b, c . Пусть hanoi(n,a,b,c) - искомая функция, возвращающая последовательность перемещений дисков с a на b c использованием c по вышеописанным правилам. При n=1 решать задачу мы умеем. Необходимо просто произвести операцию “переместить a на b ”. Предположим, что мы умеем решать эту задачу для n – 1 диска. Переместим n–1 диск с a на с . Далее, переместим один оставшийся диск с a на b и, наконец, переместим n–1 диск с c на b .
Входные данные : количество дисков, находящихся на колышке a;
Выходные данные : последовательность действий;
Шаг0:{определение типа переменных};
Шаг1:{описание процедуры hanoi, которая выводит последовательность действий};
Шаг1.1:{переместить (n-1) дисков с колышка a на колышек b};
Шаг1.2:{переместить n-ый диск с a на c};
Шаг1.3:{переместить (n-1) диск с b на c};
(шаги 1.2-1.3 выполняются рекурсивно);
Шаг2:{основная программа};
Шаг2.1:{ввод количества дисков};
Шаг2.2:{вызов процедуры hanoi}.
0 then begin hanoi(n-1,a,c,b); writeln ('Peremestit disk so sterzhnya ',a,' na sterzhen" ',b); hanoi(n-1,c,b,a); end; end; Begin write ('Vvedite naturalnoe chislo n'); readln (n); a:='a'; b:='b'; c:='c'; hanoi (n,a,c,b); readln; end. " width="640"
Решение задачи в Паскале
Program bahnya;
var n: integer;
a,b,c: char;
procedure hanoi(n: integer;a,b,c: char);
begin
if n0 then
begin
hanoi(n-1,a,c,b);
writeln ('Peremestit disk so sterzhnya ',a,' na sterzhen" ',b);
hanoi(n-1,c,b,a);
end;
end;
Begin
write ('Vvedite naturalnoe chislo n');
readln (n);
a:='a'; b:='b'; c:='c';
hanoi (n,a,c,b);
readln;
end.
Домашнее задание
Написать программу вычисления степени с натуральным показателем
Дано: основание степени х
Показатель степени к
Если к=0, тогда степень(к,х)=1,
Иначе
степень (к,х)= х· степень (к-1,х)
Program stepen;
var y: real;
n: integer;
function step(k:integer, x:real): real;
begin
If k = 0 Then
step := 1
else step:= x * step(k-1,x)
End;
begin
write(‘vvedite osnovanie stepeni x=’);
readln(y);
write(‘vvedite pokazatel stepeni k=’);
Readln(n);
write(‘x v stepeni k=’,step(n,y));
readln;
end.
Самостоятельная работа
- Найти сумму цифр числа
- Определить, является ли заданное натуральное число простым
- Найти первую цифру числа
- Перевести натуральное число из десятичной с.с. в двоичную
- Найти сумму элементов целочисленного массива, состоящего из 20 элементов
- Поменять местами значения двух целых чисел
- Упорядочить значения трех переменных а, в, с в порядке их возрастания
- Найти количество цифр в натуральном числе n
- Найти наибольшее из трех данных чисел
- Найти количество положительных чисел среди четырех А, В, С, Д
1 Then dvd (n div 2); begin If n = m Then write (n mod 2); end; prost := true else prost:= (n mod m 0) and prost (m+1, n); End; begin write(‘n=’); begin readln(n); write(‘n=’); dvd (n); readln; Readln(n); end. M:=2; If prost(m,n) then write (n,’prostoechislo’) Else write (n,’sostavnoe’); readln; end. " width="640"
Ответы самостоятельной работы
№ 4
№ 2
program perevod;
Program prostoe;
var n: longint;
var n, m, s: integer;
procedure dvd(n:longint);
begin
function prost(m, n:integer): boolean;
If n 1 Then dvd (n div 2);
begin
If n = m Then
write (n mod 2);
end;
prost := true
else prost:= (n mod m 0) and prost (m+1, n);
End;
begin
write(‘n=’);
begin
readln(n);
write(‘n=’);
dvd (n);
readln;
Readln(n);
end.
M:=2;
If prost(m,n) then write (n,’prostoechislo’)
Else write (n,’sostavnoe’);
readln;
end.