Java 项目中使用递归的小结

前言

笔者在最近的项目开发中，遇到了两个父子关系紧密相关的场景：评论树结构、部门树结构。具体的需求如：找出某条评论下的所有子评论id集合，找出某个部门下所有的子部门id集合。

在之前的项目开发经验中，递归使用得是较少的，但作为一个在数据结构操作中遍历树节点的解决方案，我还是拿出来作为技术积累进行记录以及分享。

一、什么是递归

1.1基本概念

这里就有必要简单介绍一下关于递归的基本概念了。

在 Java 中，递归是指在方法的定义中调用自身的过程，递归是基于方法调用栈的原理实现的：当一个方法被调用时，会在调用栈中创建一个对应的栈帧，包含方法的参数、局部变量和返回地址等信息。在递归中，方法会在自身的定义中调用自身，这会导致多个相同方法的栈帧依次入栈。当满足终止条件时，递归开始回溯，栈帧依次出栈，方法得以执行完毕。

递归的关键是定义好递归的终止条件和递归调用的条件。如果没有适当的终止条件或递归调用的条件不满足，递归可能会陷入无限循环，导致栈内存溢出。

1.2优缺点

优点：

• 简化问题：递归能够将复杂问题分解成更小规模的子问题，简化了问题的解决过程；
• 实现高效算法：递归在某些算法中能够实现高效的解决方法，如数据结构操作中遍历树节点等。

缺点：

• 栈溢出风险：递归可能导致方法调用栈过深，造成栈内存溢出；
• 性能损耗：递归调用需要创建多个栈帧，对系统资源有一定的消耗；
• 可读性不高：递归的使用需要谨慎，不合理地使用可能造成代码难以理解和调试。

1.3与迭代的区别

• 迭代（Iteration）

  迭代常见于 for 循环中：比如有一个集合 A，对 A 进行 foreach，在内部设置条件，符合条件后将集合中某个元素的值替换成别的值。

迭代示例简图

    @Test
    public void iterationTest(){
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("计算机技术");
        list.add("土木工程");
        list.add("市场营销");
        list.forEach(val -> {
            if (val.contains("计算机")){
                log.info("迭代前的的专业名称：{}", val);
                String str = val.replace(val, "计算机科学与技术");
                log.info("迭代后的的专业名称：{}", str);
            }
        });
    }

结果为：

迭代结果简图

递归（Recursion）

递归的例子会在下一小节详细给出。

二、实际案例

下面笔者以递归获取某个评论id下面所有的子级评论id为例子，向大家介绍这个递归的过程。

首先，这里给出一个简单的数据库评论表的 demo，id 是主键id 也是评论唯一 id，parent_id 是该条评论的父评论 id，status 为1表示审核通过的状态。

其中，我们可以简单发现：这里21为第一层，28和29为第二层、31和32为第三层，草图如下所示：

评论id简单层级示意图

那么，我们如何将21、28、29、31、32都放进一个集合里返回呢？下面的代码示例可以给你一个参考。

但是，在看代码之前，有个问题请你思考一下：

从21开始后，遍历的路线是21-28-29？还是21-28-31？还是21-29-32？或者是21-28-31-29-32？

下面是经过脱敏处理后的参看代码示例，注释都写得比较清楚了：

    /**
     * 这里可以看作是外部接口的调用，会得到递归的结果
     * @param id
     */
    private List<Integer> getIdListMethod(Integer id){
        ArrayList<Integer> idList = new ArrayList<>();
        this.getAllIdByRecursion(id, idList);
        log.info("递归后得到的id集合：{}", idList);
        return idList;
    }
    /**
     * 这里是递归的过程
     * @param id
     * @param idList
     */
    private void getAllIdByRecursion(Integer id, List<Integer> idList){
        LambdaQueryWrapper<Comment> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        //先把该id下所有的第一级子id找到
        wrapper.eq(Comment::getParentId, id).eq(Comment::getStatus, NumberUtils.INTEGER_ONE);
        List<Comment> commentList = this.list(wrapper);
        for (Comment children : commentList){
            this.getAllIdByRecursion(children.getId(), idList);
        }
        log.info("放入集合的id为：{}", id);
        idList.add(id);
    }

上面问题的答案是：递归后得到的id集合：[21,28,31,29,32]，原因就是：迭代会从一棵树开始遍历到底，没有元素了再从头开始遍历，依次迭代，类似于深度优先遍历。

比如：21下面有两个子id：28和29，那么会先走21-28-31这棵树，到底了后接着按照29-32遍历。

三、改进方案

我根据自己的开发经验，可以从控制递归层数和改用 Stream 这两种办法来对递归进行改进。

3.1控制递归层数

JVM 默认控制的递归最大深度限制在 1000 层，可以通过设置 JVM 参数来控制其深度，如：

java -Xss5m #表示将每个线程的栈内存大小设置为5MB，已经是比较大了

或者在代码层面对递归的层数进行控制：

        int depth = 0;
        //递归方法调用
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            depth++;
        }
        if (depth > 100){
            //其它操作
        }

3.1用 Stream 遍历

核心思路是：先数据库全量查询（10万条以内），内存中使用 Stream 流操作、Lambda 表达式、Java 地址引用进行筛选。

适用于数据总量不多的情况，如：部门树，部门数量一般情况是比较固定的，一个组织或者公司最多也就几百上千个部门。

详情可以看我这篇文章：https://www.cnblogs.com/CodeBlogMan/p/17965824

四、文章小结

笔者确实不推荐在项目中过度使用递归，但是合理使用的话也能成为解决特定问题的一个利器，至于怎么拿捏这个度，那就要看大家的具体情况了。

Java 项目中对使用递归的理解分享到这里就结束了，文章如有不足和错误，或者你有更好的解决思路，欢迎大家的指正和交流！

到此这篇关于Java 项目中对使用递归的理解分享的文章就介绍到这了,更多相关Java 项目中对使用递归的理解分享内容请搜索脚本之家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脚本之家！

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