深入前端尾递归
创始人
2024-05-26 06:46:23
0

在深入探讨前端尾递归前,我们先来了解递归和尾调用两个概念

递归

在函数内部调用自身,一般来说递归有两个状态

  • 递归状态(继续递归)
  • 最终状态(终止递归)

递归式方法可以被用于解决很多的计算机科学问题,因此它是计算机科学中十分重要的一个概念。绝大多数编程语言支持函数的自调用,在这些语言中函数可以通过调用自身来进行递归。计算理论可以证明递归的作用可以完全取代循环,因此在很多函数编程语言(如Scheme)中习惯用递归来实现循环。(递归算法)

在这里插入图片描述
一般而言,递归使函数看起来更加简洁,但相对循环来说不易理解。
在JavaScript语言中,函数中调用函数会形成调用栈(call stack),栈是一后进先出的结构,当函数调用链足够长时,会发生栈溢出,程序会报错,因此在使用递归时,要注意溢出的情况。

递归循环
程序简洁易阅读
栈溢出不会发生溢出

尾调用

在讨论尾调用前,我们先强调一点,尾调用的局限场景

  • safari浏览器实现了对尾调用的支持
  • 严格模式下生效

含义
函数最后一步是调用一个函数,最后一步并不指最后一行。可简单归纳为return + fn()

function bar(){}
function foo1() {bar()
}
// foo1不是尾调用,实际等价于
function foo1() {bar()return undefined
}// foo2不是未调用,因为最后一步不是调用一个函数,而是 bar() + 1 求和
function foo2() {return bar() + 1
}// 是尾调用
function foo3(num) {switch(num) {case 1:return bar()case 2: return bar()}
}

尾调用由于最后一步是调用一个函数,所以外部函数的调用位置,内部变量不需要用到,因此不要保存外部函数的调用帧,因此执行到尾调用函数的最后一步时,内存函数的调用帧取代最外层函数的调用帧。不会发生调用栈溢出。

尾递归

尾递归,递归结合尾调用,或者说尾调用的函数是自身。

尾递归优化

前提条件

  • 严格模式
  • Safari浏览器

尾递归溢出

function sum(x, y) {if (y > 0) {return sum(x + 1, y - 1);} else {return x;}
}sum(1, 100000);

在这里插入图片描述

尾调用优化

蹦床函数

封装一个蹦床函数解决调用栈溢出

   function trampoline(f) {while(typeof f == 'function') {f = f()}return f}

trampoline函数接收一个函数,将递归改造成循环,我们将sum函数进行改造,返回sum函数的一个副本。

function sum(x, y) {if (y > 0) {return sum.bind(null,x + 1, y - 1);   // 这里可以不使用bind,直接返回一个函数,函数内部调用sum方法} else {return x;}
}
// 不使用bindtrampoline(sum(1, 100000))   // 100001

为了解决调用栈溢出的问题,我们封装了一个trampoline函数,另外对sum函数进行了改造。

tco函数

 function tco(f) {let value,actived = false,accumulated = [];return function () {accumulated.push(arguments);if (!actived) {actived = true;while (accumulated.length > 0) {value = f.apply(null, accumulated.shift());}actived = false;return value;}};}var sum = tco(function (x, y) {if (y > 0) {return sum(x + 1, y - 1);} else {return x;}});

巧妙利用accumulated,循环不会终止。每次执行到apply时,accumulated中会push进下一次参数,继续while循环。tco函数也使用了闭包。

总结

本文主要讨论了以下几个问题
1)前端中的尾递归,介绍了递归,尾调用,和尾递归三个基本概念。
2) 说明了尾调用的优化需要在严格模式下才会生效,尾调用优化在safari浏览器中得到实现。
3)递归可能造成调用栈溢出
4)可以使用循环解决调用栈溢出问题
5)封装了trampoline函数和tco函数,这两个函数中巧妙利用循环解决了调用栈溢出的问题。

参考:尾递归优化的实现

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