Kiểu dữ liệu Function trong Python - Đệ quy (recursion)

Giới thiệu về đệ quy

Đệ quy là một mảng kiến thức nâng cao, ở Python thì nó không thường xuyên được dùng đến, do cách xử lí của Python có thể sử dụng những cấu  trúc vòng lặp đơn giản mà không cần dùng tới đệ quy. Nhưng dù sao thì đây cũng là  một kĩ thuật khá hữu dụng mà bạn đọc nên biết. Nó cũng chỉ đơn giản là việc chính nó gọi nó.

Minh họa đệ quy bằng cách tính tổng

Ta sẽ tính tổng các phần tử của một list (hoặc một sequence nào đó) bằng cách dùng đệ quy (Ví dụ này chỉ là minh họa, thực tế khi làm bạn nên sử dụng hàm sum)

>>> def cal_sum(lst):
...     if not lst: # tương đương if len(lst) == 0:
...             return 0
...     else:
...             return lst[0] + cal_sum(lst[1:])
...
>>> cal_sum([1, 2, 3, 4])
10
>>> cal_sum([1, 2, 3, 4, 5])
15
1234567891011

Ở ví dụ trên, ta liên tục gọi lại hàm cal_sum với argument là phần còn lại của List tính từ index 1. Ở mỗi lần gọi hàm, ta để lại giá trị index 0 ở List để khi trong List không còn phần tử nào ta sẽ trả về số 0 để kết thúc đệ quy.

Nếu bạn thấy vẫn còn chưa hiểu rõ thì cũng đừng lo lắng, ai cũng đều cảm thấy khó hiểu và điều này thường xuyên xảy ra với những bạn mới học. Những lúc như thế này, bạn nên để thêm một cái hàm print để xem cụ thể là chuyện gì xảy ra

>>> def cal_sum(lst):
...     print(lst)
...     if not lst:
...             return 0
...     else:
...             return lst[0] + cal_sum(lst[1:])
...
>>> cal_sum([1, 2, 3, 4])
[1, 2, 3, 4]
[2, 3, 4]
[3, 4]
[4]
[]
10
123456789101112131415

Nếu bạn vẫn còn khó hiểu hãy vẽ ra giấy. Đây là cách mà mình đã làm

Đệ quy theo phong cách Python

Bạn còn nhớ cú pháp if/else trong lambda không? Nó còn có tên khác là ternary expression. Bạn có thể áp dụng để sử dụng nó để đệ quy:

>>> def cal_sum(lst):
...     return 0 if not lst else lst[0] + cal_sum(lst[1:])
...
>>> cal_sum([1, 2, 3])
6
123456

Giả sử một list có n phần tử thì với đệ quy như trên cần phải có n + 1 lần return, ta có thể giảm bớt xuống còn n lần return bằng cách:

>>> def cal_sum(lst):
...     return lst[0] if len(lst) == 1 else lst[0] + cal_sum(lst[1:])
...
>>> cal_sum([1, 2, 3])
6
123456

Lưu ý: cách này không sử dụng được trong trường hợp container rỗng

Hoặc ta có thể sử dụng packing argument:

>>> def cal_sum(lst):
...     idx0, *r = lst # idx0, r = lst[0], lst[1:]
...     return idx0 if not r else idx0 + cal_sum(r)
...
>>> cal_sum([1, 2, 3])
6
1234567

Lưu ý: cách này cũng không sử dụng được khi container là rỗng. Tuy nhiên điểm lợi của nó cũng như cách vừa nãy là ta có thể cộng không chỉ số mà là chuỗi, hoặc list

>>> cal_sum(['a', 'b', 'c'])
'abc'
>>> cal_sum([[1, 2], [3, 4], [5, 6]])
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
12345

Đệ quy cũng có thể chuyển hướng. Hãy xem ví dụ sau. Một hàm gọi một hàm khác, sau đó lại gọi lại hàm đã gọi nó.

>>> def cal_sum(lst):
...     if not lst: return 0
...     return call_cal_sum(lst)
...
>>> def call_cal_sum(lst):
...     return lst[0] + cal_sum(lst[1:])
...
>>> cal_sum([1, 2, 3, 4, 5])
15
12345678910

Đệ quy và vòng lặp

Ở những ví dụ trước, nếu phải chọn vòng lặp hay là đệ quy để xử lí thì Kteam khuyên bạn đọc nên chọn vòng lặp. Python chú trọng việc làm đơn giản hóa mọi việc như là vòng lặp vì nó theo một cách bình thường đơn giản. Vòng lặp cũng không yêu cầu bạn phải tạo ra một hàm mới có thể sử dụng được. Và thêm nữa, đệ quy còn thua vòng lặp ở mặt hiệu quả về bộ nhớ và thời gian thực hiện.

Được cập nhật: 7 giờ trước (12:59:37) | Lượt xem: 1413