9人参与 • 2025-10-23 • C/C++
前言：在 c++ 编程中，递归和迭代是解决重复计算问题的两种基本方法。它们各有优缺点，适用于不同的场景。本篇博客将深入探讨这两种编程范式，分析它们的工作原理、适用场景以及在实际开发中的应用。
递归 (recursion) 是指函数通过调用自身来解决问题的一种方法。递归函数通常包含两个部分：
阶乘是递归的经典案例，n 的阶乘定义为 n! = n × (n-1) × ... × 1，且 0! = 1。
#include <iostream>
using namespace std;
// 递归计算阶乘
unsigned long long factorialrecursive(int n) {
// 基本情况
if (n == 0) {
return 1;
}
// 递归步骤
return n * factorialrecursive(n - 1);
}
int main() {
int num = 10;
cout << num << "! = " << factorialrecursive(num) << endl;
return 0;
}迭代 (iteration) 是通过循环结构（如 for、while）重复执行一段代码来解决问题的方法。迭代通常使用循环变量控制循环的开始和结束。
同样是阶乘计算，我们可以用迭代方式实现：
#include <iostream>
using namespace std;
// 迭代计算阶乘
unsigned long long factorialiterative(int n) {
unsigned long long result = 1;
// 使用for循环进行迭代
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
result *= i;
}
return result;
}
int main() {
int num = 10;
cout << num << "! = " << factorialiterative(num) << endl;
return 0;
}有些问题既可以用递归实现，也可以用迭代实现。下面以斐波那契数列为例展示如何将递归转换为迭代。
斐波那契数列定义：f (0) = 0, f (1) = 1, f (n) = f (n-1) + f (n-2)
// 递归实现斐波那契数列
int fibonaccirecursive(int n) {
if (n <= 1) {
return n;
}
return fibonaccirecursive(n - 1) + fibonaccirecursive(n - 2);
}// 迭代实现斐波那契数列
int fibonacciiterative(int n) {
if (n <= 1) {
return n;
}
int prev_prev = 0; // f(n-2)
int prev = 1; // f(n-1)
int current; // f(n)
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
current = prev + prev_prev;
prev_prev = prev;
prev = current;
}
return current;
}有些递归可以改写为尾递归形式，即递归调用是函数的最后一个操作。某些编译器（如 gcc）会对尾递归进行优化，将其转换为类似迭代的形式，避免栈溢出。
以阶乘计算为例，尾递归版本如下：
// 尾递归计算阶乘
unsigned long long factorialtailrecursive(int n, unsigned long long accumulator = 1) {
if (n == 0) {
return accumulator;
}
// 递归调用是函数的最后一个操作
return factorialtailrecursive(n - 1, n * accumulator);
}二叉树遍历是递归的典型应用场景，代码简洁直观：
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
// 二叉树节点结构
struct treenode {
int val;
treenode *left;
treenode *right;
treenode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
// 递归先序遍历
void preorderrecursive(treenode* root) {
if (root == nullptr) return;
cout << root->val << " "; // 访问根节点
preorderrecursive(root->left); // 遍历左子树
preorderrecursive(root->right); // 遍历右子树
}
// 迭代先序遍历
void preorderiterative(treenode* root) {
if (root == nullptr) return;
stack<treenode*> s;
s.push(root);
while (!s.empty()) {
treenode* node = s.top();
s.pop();
cout << node->val << " "; // 访问根节点
// 右子树先入栈，左子树后入栈，保证左子树先访问
if (node->right != nullptr) {
s.push(node->right);
}
if (node->left != nullptr) {
s.push(node->left);
}
}
}
int main() {
// 构建一个简单的二叉树
treenode* root = new treenode(1);
root->left = new treenode(2);
root->right = new treenode(3);
root->left->left = new treenode(4);
root->left->right = new treenode(5);
cout << "递归先序遍历: ";
preorderrecursive(root);
cout << endl;
cout << "迭代先序遍历: ";
preorderiterative(root);
cout << endl;
// 释放内存（实际应用中应编写完整的销毁函数）
delete root->left->left;
delete root->left->right;
delete root->left;
delete root->right;
delete root;
return 0;
}总结：
递归和迭代是 c++ 中两种重要的编程范式，各有其适用场景：
结语：我们应该根据具体问题的性质、规模和性能要求，选择最合适的方法。在实际开发中，有时也可以结合两种方法的优势，例如使用递归设计算法，再转换为迭代实现以提高性能。掌握递归与迭代的转换技巧，能够帮助我们更好地理解算法本质，并在实际编程中灵活应用。
到此这篇关于c++递归与迭代两种编程范式的对比与实践应用的文章就介绍到这了,更多相关c++递归与迭代内容请搜索代码网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持代码网！
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