再帰処理を理解するのは最初は難しいこともあります。特に、再帰呼び出しの中での`return`の動きについて、初心者には少し混乱することがあります。この記事では、質問の例を元に再帰処理と`return`の挙動についてわかりやすく解説します。
再帰関数とは？
再帰関数とは、関数の中で自分自身を呼び出す関数のことです。再帰的な処理は、問題を小さな部分に分けて解決するために非常に役立ちます。
再帰関数がうまく動作するためには、必ず停止条件（終了条件）が必要です。この停止条件が満たされると、再帰が終了し、結果が返されます。
質問のコード例とその動作
次に、質問に出てきたコードを見てみましょう。
“`python
def rec(num):
if num == 1:
return
rec(num – 2)
print(num)
rec(5)
“`
この関数では、`rec(5)`を呼び出すと、再帰が始まります。まず、`num == 1`の条件に達するまで再帰的に`rec(num – 2)`が呼び出されます。
1. `rec(5)` → `rec(3)` → `rec(1)`
2. `rec(1)`で`return`が発生し、再帰が終了します。
returnが呼ばれた後の動き
再帰が終了した後、呼び出し元に戻り、最後に`print(num)`が実行されます。これにより、`3`と`5`が出力されることになります。`print(num)`が呼ばれるのは再帰呼び出しが終了した後なので、最初に呼び出された`rec(5)`から順に戻りながら出力が行われます。
ここで重要なのは、再帰呼び出しが終了した後、`print(num)`が実行されるという点です。再帰は単に関数を呼び出して戻り、その後に出力が行われるので、`3`と`5`が出力されます。
関数とreturnの違い：再帰と通常の関数
通常の関数と再帰関数の違いは、関数の戻り値の処理にあります。通常の関数では、`return`が実行されると関数は終了しますが、再帰関数ではその呼び出しの深さが解消されるまで関数は終了せず、順番に処理が戻ってきます。
例えば、次のような通常の関数は、`return`が実行されるとすぐに終了します。
“`python
def a(num):
while num >= 1:
print(num)
num -= 2
return
a(5)
print(‘fin’)
“`
この場合、出力は`5`、`3`、`1`となり、最後に`fin`が出力されます。再帰的な呼び出しと異なり、ループ内で直接`return`が終了条件となっているため、即座に関数が終了します。
再帰処理を理解するためのポイント
再帰処理を理解するためには、まず「どのタイミングで再帰が終了するのか」「戻り値がどのように処理されるのか」をしっかり押さえることが重要です。
1. **停止条件（基底ケース）**: 再帰関数には必ず終了条件が必要です。これがないと無限再帰になり、プログラムがクラッシュします。
2. **戻り順序**: 再帰関数では、最初に呼び出された関数から順に戻ってきながら処理が行われます。この順番を理解することで、再帰の結果がどのように出力されるのかがわかりやすくなります。
まとめ
再帰処理の挙動は最初は難しいかもしれませんが、停止条件と戻り順序を理解すれば、非常に強力なツールです。質問にあったコードでは、`rec(5)`から再帰的に呼び出された後、戻ってきたタイミングで`print(num)`が出力されるため、最終的に`3`と`5`が表示されます。再帰処理の仕組みを理解することで、より複雑な問題にも対応できるようになります。
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