python 利用栈和队列模拟递归的过程_Python

一、递归

递归调用：一个函数，调用的自身，称为递归调用
递归函数：一个可以调用自身的函数称为递归函数

　　凡是循环能干的事，递归都能干

方法：

1、写出临界条件
2、找这一次和上一次的关系
3、假设当前函数已经能用，调用自身计算上一次的结果再求出本次的结果

　　下面我们通过两段代码简单看一下递归和非递归的区别：

　　　　输入一个大于等于1的数，求1到n的和！

									# 普通函数方法

									def hanshu(n):

									 sum = 0

									 # 循环遍历每一个数字，将他们加到一个事先定义好的变量上，直到加完

									 for x in range(1, n+1):

									  sum += x

									 return sum

　　下面看一下通过递归的方法：

									# 递归

									def digui(n):

									 if n == 1:

									  return 1 # 如果n等于1证明已经递归到最后，返回1，这就是上述的临界条件

									 else:

									  return n + digui(n-1) # 当没有达到临界条件时，用n加上对n-1的递归，每次都把n加进去，但是后面依然是使用当下这个递归函数，会再次调用计算n-1，直到递归结束，也就是将从n到1的数全部递归完

　　在实际应用中，递归是十分消耗内存的，但是有些事情他很容易去做，很容易理解。下面，就通过一个案例介绍一下递归的用法。

二、递归遍历目录

　　下面的内容我就通过解释代码来讲解了，如果哪里讲的不清楚，欢迎大家下方评论提意见。

									import os # 由于我们遍历目录，所以要找到那个目录并操作，os模块包含普遍的操作系统功能

									path = "" # 这是我们要遍历的目录的路径，需要自己写进去

									# 既然是递归函数，那么肯定要有个函数，而且这个函数还将在函数内部再次被调用

									def getAllDir(path, sp = ''): # 参数中传入路径和sp，这个我最后说一句你就明白了

									 # 得到当前目录下的所有文件

									 filesList = os.listdir(path) # os.listdir()是os模块下的一个方法，相当于Linux中的ls，查看所有文件

									 sp += " " # 这个也先放一下

									 # 处理每一个文件

									 for fileName in filesList: # 遍历刚才找到的目录下的所有文件

									  # 判断是否是目录（要用绝对路径）

									  fileAbsPath = os.path.join(path,fileName) # join是os模块下将两个路径拼接在一起的意思，第二个参数不能有斜杠。因为我们要判断一下这个文件是一个普通文件还是一个目录，所有要先把他的绝对路径整理出来

									  if os.path.isdir(fileAbsPath): # isdir是判断是否为目录，是则返回True

									   print(sp + "目录：", fileName) # 打印当前这个文件，他是个目录

									   getAllDir(fileAbsPath,sp = " ") # 这里就开始递归了，因为我们要找到整个目录里的东西，所以当这个文件还是个目录的时候我们需要继续向下找

									  else:

									   print(sp + "普通文件：", fileName) # 如果仅仅是个普通文件，那么他里面也就没有其他文件了，就可以直接打印他了

									getAllDir(path) # 这里是调用函数，让遍历开始

									# 最后我来说一下开始写的那个sp，是space的意思，有人也许现在就明白了。那个其实就是让我们方便观察，因为每次打印都是顶行写的，我们分不清他的目录结构，所以通过空格来调整。在函数内部写一个空格增加的表达式，可以使调用次数和空格数相关起来，递归的越深，证明目录的级越低，那么空格越多

三、栈模拟递归遍历目录（深度遍历）

									# 整体思路是没有变得，这里没有写到的也许是重复的，看下上面注释就好了

									# 写了一半想起来应该回来写一下栈：栈就是一个容器，但它只有一个口，入栈出栈都从这一个口，而且这个栈很细，进去了就不能颠倒位置了，所以，每入栈一个元素他在最外面时候可以出来，否则得等前面的走完了它才可以出来

									import os

									def getAllDirDFS(path):

									 stack = [] # 这里是用栈来模拟，我们先创建一个列表当做栈

									 stack.append(path) # 首先，先向栈里压入路径

									 # 处理栈，当栈为空时结束循环（栈为空就说明栈里没有普通文件和目录了，因为我们是每操作一个要把那个取出来）

									 while len(stack) != 0:

									  # 从栈中取出数据

									  dirPath = stack.pop() # pop函数是删除最后一个元素，同时还有一个返回值，就是去除的那个元素，我们再接收一下等等用

									  # 目录下所有文件

									  filesList = os.listdir(dirPath) # 这个和上面一样

									  # 处理每一个文件，如果是普通文件则打印出来，如果是目录则将该目录地址压栈

									  for fileName in filesList:

									   # print(dirPath)

									   fileAbsPath = os.path.join(dirPath,fileName)

									   # print(fileAbsPath)

									   if os.path.isdir(fileAbsPath):

									    # 是目录就压栈

									    print("目录：" + fileName)

									    stack.append(fileAbsPath) # 当是目录时入栈，它这时就在最外面，下一次循环时候要取出栈的元素是不是还是这个啊，既然是它的话就还有找他内部的东西，等把他找完了才继续找和他并列的那些文件。就是说抓住一根绳子使劲往下找，找到头没有了才返回来，这就是深度优先遍历

									   else:

									    # 打印普通文件

									    print("普通：" + fileName)

									getAllDirDFS(path)

四、队列模拟递归遍历目录（广度遍历）

									# 这回记住了，先说一下队列，队是一个两端开口的模型，一头进一头出，当然还有双向队列，循环等等，我们就简单用一下最基本的队列

									import collections # 队列在python的包里有，所以我们直接调用一下，不用以为这个很难，他也只不过是类型是queue，实际的思想是一样的，入队append，因为这个是在右侧，也就是后方入队，另一边出的话就是popleft，左侧出，是不是很通俗，只是改了一下出来的口

									def getAllDirBFS(path):

									 queue = collections.deque() # 创建一个队列，只要记得后面用法就是上面我说的那个不同就可以了

									 queue.append(path)

									 while len(queue) != 0:

									  dirPath = queue.popleft() # 仅仅这里不同，因为队列模拟是另一端出队

									  filesList = os.listdir(dirPath)

									  for fileName in filesList:

									   fileAbsPath = os.path.join(dirPath,fileName)

									   if os.path.isdir(fileAbsPath):

									    print('目录：' + fileName)

									    queue.append(fileAbsPath)

									   else:

									    print('文件：' + fileName)

									getAllDirBFS(path)  

									# 大家想一下，栈是哪里进哪里出，也就是，刚进去的元素，接下来的一次循环又出来了，那便是一条路走到头，是深度遍历；那么现在一头进另一头出是什么意思呢，就是即便判断了这个是一个目录，但我现在不执行你，我要把你前面这些都查一遍，找完是目录的都添加在后面，之后再遍历你们这些，就是把一层的内容找完再找下一层，被称为广度优先遍历。