与递归相对的循环是指什么

与递归相对的循环是迭代（Iteration）的循环结构，它通过重复执行一组固定的语句来达成程序逻辑。迭代循环利用控制结构如for循环、while循环，确保代码可以重复执行直至满足特定条件。与递归不同，迭代不涉及函数自我调用和栈操作，从而减少了内存消耗和可能发生的栈溢出风险。在实践中，迭代循环常被用于处理计数、遍历集合元素等场景中，例如数组的遍历或特定次数的任务执行。

迭代循环有着更直接的逻辑和通常更高的运行效率，它是处理可预见重复任务的常用方法。在性能敏感或内存限制场合，迭代会是比递归更优的选择。

一、迭代的基本概念

迭代循环 是一种控制程序流的方法，它允许代码重复执行，直到设定的条件不再满足为止。迭代通常依赖于循环控制结构，并由三个核心组成部分：初始化（设置循环起始条件）、条件判断（判断循环是否继续）和更新（修改控制变量）。

迭代在编程语言中通常有两种形式：for循环和while循环。

For循环 通常用于执行预定义次数的迭代。它通过初始化一个变量，设定迭代终止的条件，以及在每次迭代结束时更新该变量，这样的循环结构易于理解和维护，尤其是在迭代次数确定的情况下。

for i in range(0, 10): # 从0开始，迭代10次
    print(i) # 执行的操作

While循环 则用于当我们不确定需要迭代多少次时。它会持续执行代码块，直到给定的条件为False。

i = 0
while i < 10: # 当i小于10时，持续迭代
    print(i)
    i += 1 # 更新i的值

二、迭代和递归的差异

迭代和递归是完成重复任务的两种基本方法，它们在逻辑结构和实现效率上存在显著差异。

递归是一种函数调用自身的编程技巧，常用于解决可以分解为相似子问题的问题，如汉诺塔问题和快速排序算法。递归涉及到程序运行栈，因此每一次函数调用都会增加一层栈帧，保存调用的状态。递归的主要缺点是它会消耗大量内存资源，且过深的递归会导致栈溢出错误。

相比之下，迭代不涉及额外的栈操作，它在内存中通常仅使用固定数量的变量，因此通常更加高效。然而，当问题的本质是递归式的，比如树的遍历，使用迭代可能会使问题变得复杂且不易理解。

三、迭代的效率和使用场景

迭代由于其较低的内存使用和较少的调用开销，通常在涉及大量重复计算和数据处理的场景中，表现出更高的效率。

例如，当处理大型数据集或进行复杂的数值计算时，迭代可以有效地利用计算资源。与此同时，当需要执行固定次数的重复操作时，使用for循环的迭代会是最佳选择。

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i; // 迭代求解1到100的整数和
}

在一些算法实现中，例如排序和搜索算法，迭代可以提供更稳定的性能。如在二分搜索中，通过迭代逐步缩小搜索范围，直至找到目标值或确定值不存在为止，迭代的简洁性和效率在此类问题中得到了充分展示。

四、递归到迭代的转换

虽然在某些情况下递归方法更为自然和简洁，但在面对栈溢出风险或优化性能的需求时，将递归转换为迭代是提高代码效率的一个重要步骤。

转换过程中，我们可以利用栈来模拟递归过程中的调用堆栈，或者通过循环重结构化算法来去除函数自调用。以二叉树的遍历为例，递归的简洁性难以匹配，但通过使用栈，我们可以将递归转换为迭代式的遍历算法。

public void inOrderTraversal(Node root) {
    Stack<Node> stack = new Stack<>();
    Node current = root;
    while (current != null || !stack.isEmpty()) {
        while (current != null) {
            stack.push(current);
            current = current.left;
        }
        current = stack.pop();
        visit(current); // 访问当前节点
        current = current.right;
    }
}