目 录 第 1部分 理解递归 第 1章 递归 3 1.1 如何定义递归 3 1.2 函数 5 1.3 栈 7 1.4 调用栈 9 1.5 递归函数和栈溢出 11 1.6 基本情况与递归情况 13 1.7 位于递归调用之前与之后的代码 15 1.8 小结 18 延伸阅读 18 练习题 18 第 2章 递归与迭代 20 2.1 计算阶乘 20 2.1.1 迭代式的阶乘算法 21 2.1.2 递归式的阶乘算法 21 2.1.3 用递归计算阶乘为什么很不合适23 2.2 计算斐波那契数列 24 2.2.1 用迭代法计算斐波那契数列 24 2.2.2 用递归法计算斐波那契数列 25 2.2.3 用递归法计算斐波那契数列为什么很不合适 27 2.3 把递归算法转换成迭代算法 27 2.4 把迭代算法转换成递归算法 29 2.5 案例研究:指数运算 32 2.5.1 用递归函数实现指数运算 33 2.5.2 用递归算法的思路实现迭代式的指数计算函数 34 2.6 在什么场合下需要使用递归 37 2.7 如何编写递归算法 39 2.8 小结 39 延伸阅读 40 练习题 40 实践项目 40 第3章 经典的递归算法 42 3.1 求数组中各元素之和 42 3.2 反转字符串 45 3.3 判断某字符串是否为回文 48 3.4 汉诺塔问题 50 3.5 洪泛填充算法 56 3.6 阿克曼函数 60 3.7 小结 62 延伸阅读 63 练习题 63 实践项目 63 第4章 回溯与树的遍历算法 65 4.1 树的遍历 65 4.1.1 Python 与 JavaScript 中的树状数据结构 66 4.1.2 遍历树状结构 68 4.1.3 树的先序遍历 68 4.1.4 树的后序遍历 70 4.1.5 树的中序遍历 71 4.2 在树中寻找由 8 个字母构成的名字 72 4.3 计算树的深度 74 4.4 走迷宫 76 4.5 小结 83 延伸阅读 84 练习题 84 实践项目 85 第5章 分治算法 86 5.1 二分搜索 86 5.2 快速排序 89 5.3 归并排序 96 5.4 求数组中各整数之和 103 5.5 卡拉楚巴乘法 104 5.6 卡拉楚巴算法背后的数学原理 109 5.7 小结 110 延伸阅读 111 练习题 112 实践项目 112 第6章 排列与组合 114 6.1 集合论的术语 114 6.2 如何寻找每一种无重复元素的排列 117 6.3 用多层循环获取各种排列方式 120 6.4 编写密码破解器 122 6.5 通过递归计算 k组合 125 6.6 获取各种正确的括号匹配形式 130 6.7 幂集 134 6.8 小结 137 延伸阅读 138 练习题 138 实践项目 139 第7章 记忆化与动态规划 140 7.1 记忆化 140 7.1.1 自上而下的动态规划 140 7.1.2 函数式编程中的记忆化 141 7.1.3 对递归式的斐波那契算法做记忆化处理 143 7.2 Python 的 functools 模块 146 7.3 对非纯函数做记忆化会怎样 147 7.4 小结 148 延伸阅读 148 练习题 149 第8章 尾调用优化 150 8.1 尾递归与尾调用优化的原理 150 8.2 如何通过累加器参数做尾递归 152 8.3 尾递归的局限 153 8.4 尾递归案例研究 154 8.4.1 用尾递归反转字符串 154 8.4.2 用尾递归寻找子字符串 155 8.4.3 用尾递归做指数运算 156 8.4.4 用尾递归判断某数是奇数 还是偶数 156 8.5 小结 158 延伸阅读 159 练习题 159 第9章 绘制分形 160 9.1 海龟绘图 160 9.2 基本的海龟函数 162 9.3 谢尔宾斯基三角形 163 9.4 谢尔宾斯基地毯 167 9.5 分形树 170 9.6 科赫曲线及科赫雪花 174 9.7 希尔伯特曲线 176 9.8 小结 179 延伸阅读 179 练习题 180 实践项目 180 第 2部分 项目 第 10章 文件查找器 185 10.1 文件搜索程序的完整代码 185 10.2 用匹配函数来表示特定的搜索 标准 186 10.2.1 寻找偶数字节的文件 187 10.2.2 寻找名称包含所有元音字母的文件 188 10.3 用递归式的 walk()函数走查 文件夹 188 10.4 用特定的匹配函数调用 walk() 函数以执行搜索 190 10.5 用 Python 标准库中的函数处理 文件 191 10.5.1 寻找与文件名有关的信息 191 10.5.2 寻找与文件的时间戳有关的信息 192 10.5.3 修改文件 194 10.6 小结 195 延伸阅读 195 第 11章 迷宫生成器 196 11.1 完整的迷宫生成程序 196 11.2 设定迷宫生成器所使用的常量 201 11.3 创建表示迷宫的数据结构 202 11.4 输出表示迷宫的数据结构 203 11.5 用递归回溯算法在迷宫中挖路 204 11.6 触发递归调用链 208 11.7 小结 209 延伸阅读 209 第 12章 解决滑块拼图问题 210 12.1 递归地解决15滑块拼图问题 210 12.2 完整的滑块拼图解决程序 212 12.3 设定程序需要使用的常量 220 12.4 用适当的数据结构表示滑块拼图的状态 221 12.4.1 显示拼图 221 12.4.2 创建一个新的数据结构 222 12.4.3 寻找拼图中的空白格子所在的位置 223 12.4.4 移动滑块 223 12.4.5 撤销某次移动 225 12.5 设定新的拼图谜题 225 12.6 递归地解决滑块拼图谜题 228 12.6.1 用 solve()函数触发算法并演示算法给出的答案 229 12.6.2 在 attemptMove()函数中实现核心算法 230 12.7 反复启动 solve()函数并逐渐 放宽步数限制 233 12.8 小结 235 延伸阅读 235 第 13章 分形图案制作器 236 13.1 程序内置的几种分形 236 13.2 分形图案制作器程序所采用的算法 238 13.3 分形图案制作器程序的完整代码 240 13.4 设定常量并配置海龟的参数 243 13.5 编写图形绘制函数 244 13.5.1 drawFilledSquare()函数 245 13.5.2 drawTriangleOutline()函数 247 13.6 在递归过程中反复执行图形绘制函数 248 13.6.1 准备工作 249 13.6.2 解析字典之中的递归规则 250 13.6.3 根据字典所描述的规则执行递归 252 13.7 设计递归的规则与参数 254 13.7.1 四角分形 254 13.7.2 螺旋方块 255 13.7.3 双螺旋方块 255 13.7.4 三角螺旋 255 13.7.5 康威生命游戏的滑翔机 256 13.7.6 谢尔宾斯基三角形 256 13.7.7 波浪 257 13.7.8 号角 257 13.7.9 雪花 258 13.7.10 作为基本图形的正方形或等边三角形 259 13.8 自己设计分形 259 13.9 小结 260 延伸阅读 261 第 14章 画中画制作器 262 14.1 安装 Pillow 库 262 14.2 把基本图像准备好 263 14.3 画中画制作器程序的完整代码 265 14.4 在执行递归替换之前先做一些准备工作 266 14.5 寻找有品红色像素出现的矩形区域 268 14.6 缩小基本图像 269 14.7 递归地替换图中的品红色像素 272 14.8 小结 274 延伸阅读 274