大数据技术Scala之递归算法

章节目标

1. 了解递归的相关概述

2. 掌握阶乘案例

3. 掌握斐波那契数列案例

4. 掌握打印目录文件案例

1. 递归

递归指的就是 方法自己调用自己的情况 . 在涉及到复杂操作时, 我们会经常用到它. 在使用递归时, 要注意以下几点:

1. 递归必须有出口, 否则容易造成 死递归 .

2. 递归必须要有规律.

3. 构造方法不能递归.

4. 递归方法必有 返回值的数据类型 .

例如: 下述的代码就是递归的写法.

 def show() = {
     show()          
 }

2. 案例一: 求阶乘

2.1 概述

所谓的阶乘其实指的是 数字1到该数字的累乘结果 , 例如5的阶乘就相当于 5 * 4 * 3 * 2 * 1 , 4的阶乘就相当于 4 * 3 * 2 * 1 , 根据上述的描述, 我们可以得出两个结论:

1. 阶乘公式为(例如: 求数字n的阶乘): n! = n * (n - 1)!

2. 1的阶乘等于1, 即: 1! = 1

2.2 需求

计算5的阶乘.

2.3 参考代码

 //案例: 求5的阶乘.
 object ClassDemo01 {
   //1. 定义方法, 用来求数字n的阶乘.
   def factorial(n:Int):Int = if(n == 1) 1 else n * factorial(n - 1)
  
   def main(args: Array[String]): Unit = {
     //2. 调用factorial方法, 用来获取5的阶乘.
     val num = factorial(5)
     //3. 打印结果.
     println(num)
   }
 }

2.4 内存图解

概述 在Scala中, 内存被分为五部分, 分别为 栈, 堆, 方法区, 本地方法区, 寄存器 , 特点如下:

• 栈

  • 功能:

    所有代码的执行.

    存储局部变量.

  • 特点: 按照 先进后出 的顺序执行, 方法执行完毕后立马被回收.

• 堆:

  • 功能: 存储所有new出来的内容(即: 对象).

  • 特点: 在不确定的时间被 GC 回收.

• 方法区:

  • 功能: 存储字节码文件, 方法等数据.

  • 特点: 程序执行完毕后, 由操作系统来回收资源.

• 本地方法区:

  • 和 本地方法 相关, 了解即可.

• 寄存器

  • 和 CPU 相关, 了解即可.

阶乘图解

3. 案例二: 斐波那契数列

3.1 概述

传说在罗马时期有个意大利青年叫 斐波那契 , 有一天他提出了一个非常有意思的问题, 假设:

1. 一对小兔子一个月之后会成长为一对大兔子.

2. 每一对大兔子每个月都会生一对小兔子.

3. 假设所有兔子都不死亡的情况下, 问: 1对小兔子, 1年之后会变为多少对兔子?

3.2 思路分析

即: 已知数列1, 1, 2, 3, 5, 8, 13..., 问: 第12个数字是多少?

3.3 参考代码

 //案例: 斐波那契数列
 object ClassDemo02 {
   //1. 定义方法, 用来获取兔子的对数.
   def rabbit(month:Int):Int = {
     if(month == 1 || month == 2) 1
     else rabbit(month -1) + rabbit(month - 2)
   }
  
   def main(args: Array[String]): Unit = {
     //2. 调用方法, 获取第12个月的兔子对数.
     val num = rabbit(12)
     //3. 打印结果.
     println(num)
   }
 }

4. 案例三: 打印目录文件

4.1 需求

1. 定义printFile(dir:File)方法, 该方法接收一个文件目录, 用来打印该目录下所有的文件路径.

2. 在main方法中测试printFile()方法.

4.2 目的

考察 递归, Java的File类 相关内容.

注意: 因为Scala是依赖JVM的, 所以Java中的类库, Scala也可以无缝调用,

4.3 参考代码

 import java.io.File
  
 //案例: 获取指定目录下所有的文件.
 object ClassDemo03 {
  
   //1. 定义printFile()方法, 用来打印指定目录下所有的文件信息.
   def printFile(dir: File): Unit = {
     if (!dir.exists()) {
       println("您录入的路径不存在")
     } else {
       val listFiles:Array[File] = dir.listFiles()
       for(listFile <- listFiles) {
         if(listFile.isFile) println(listFile)
         else printFile(listFile)
       }
     }
   }
  
   //2.main方法, 作为程序的主入口.
   def main(args: Array[String]): Unit = {
     //3. 调用方法show()
     printFile(new File("d:\\abc"))
   }
 }