在数学上,关于递归函数的定义如下:对于某一函数f(x),其定义域是集合A,那么若对于A集合中的某一个值X0,其函数值f(x0)由f(f(x0))决定,那么就称f(x)为递归函数。
在 和计算机科学中,递归函数或μ-递归函数是一类从自然数到自然数的函数,它是在某种直觉意义上是"可计算的" 。事实上,在 中证明了递归函数精确的是 的可计算函数。递归函数有关于 ,并且它们的 (见下)建造在原始递归函数之上。但是,不是所有递归函数都是原始递归函数 — 最著名的这种函数是 。
其他等价的函数类是λ-递归函数和 可计算的函数。
一个直接的例子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | //代码1 void func() { //... if (...) func(); lse //... } |
条件
一个含直接或间接调用本函数语句的函数被称之为递归函数,在上面的例子中能够看出,它必须满足以下两个条件:
1) 在每一次调用自己时,必须是(在某种意义上)更接近于解;
2) 必须有一个终止处理或计算的准则。
例如:
梵塔的递归函数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | //C void hanoi( int n, char x, char y, char z) { if (n==1) move(x,1,z); else { hanoi(n-1,x,z,y); move(x,n,z); hanoi(n-1,y,x,z); } } |
阶乘的递归函数,公式如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 | //C++ int Factorial( int n) { if (n==0||n==1) return 1; else return n * Factorial(n-1) } |
我们先定义几个初等函数
(1)零函数 Z(x)=0;
(2)后继函数 S(x)=x+1;
(3)广义幺函数 U1n(x1,…xn)=xi;
显然,上面这些函数都是能行可计算的。
再介绍几个将函数变换为函数的算子。
(1)复合算子 设f是n元函数,g1…gn是m元函数,复合算子将f,g1…gn变换成为如下的m元函数h:
h(x1…xm)=f1g1(x1,…xm),…gn(x1,…xm))
(2)递归算子 设f是n元函数 (≥0),g是n+2元函数,递归算子将f,g变换成满足下列条件的h+1元函数h:
h(x1,…,xn,0)=f(x1,…xn)
h(x1,…xn,y+1)=g(x1,…xn,y,h(x1,…xn))
(3)μ一算子,设f是n+1元函数,如果存在y,使f(x1,…xn,y)=0,我们以μyf(x1…xny)表示这样的y中的最小者,如果使f(x1…xny)=0的y不存在,我们说μyf(x1,…xny)无定义。μ-算子将n+1元函数f变换成下面的几元函数h
h(x1,…xn)=μyf(x1…xny)
注意,μ算子可以将一个全函数变换成一个部分函数(即在自然数的某个子集上有定义的函数)。