一直以为递归是一件很简单的事情,把循环给增加一个对需要递归过程的引用就OK了,但到了实际应用的时候发现远远不是这样。
参考链接:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/897692888725344/897693398334720
主要学到了怎样让递归以更高效的方式去运行。
作者先讲了递归的一般写法,就是对自身的调用。
def fact(n): if n==1: return 1 return n * fact(n - 1)
随后作者耐心的给出了当n=5时函数的运行过程
===> fact(5)===> 5 * fact(4)===> 5 * (4 * fact(3)) ===> 5 * (4 * (3 * fact(2))) ===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))#注意程序到这里会运行到最底部,然后一步一步向上走 ===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1))) ===> 5 * (4 * (3 * 2)) ===> 5 * (4 * 6) ===> 5 * 24 ===> 120
不过,这些写起来虽然逻辑清晰,但是如果递归的层数过高就会发生栈溢出的情况,栈溢出是递归进行到最底层的过程中,一次一次对函数的调用。在计算机中,函数调用时通过栈这种数据结构来实现的,每当进行一个函数调用,栈就会增加一个栈帧,每当函数返回,就相应的减少一个栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以当函数调用的次数过多,就会发生栈溢出。
解决这种栈溢出的方法就是通过尾递归优化,尾递归优化的效果和循环的效果是一样的.
尾递归是指在函数返回的时候调用函数本身,并且return语句不能包含表达式。
对前面函数改进后的结果如下:
ef fact(n): return fact_iter(n, 1)def fact_iter(num, product): if num == 1: return product return fact_iter(num - 1, num * product)
当n=5时对应的fact_iter(5,1)运行历程如下:
===> fact_iter(5, 1)===> fact_iter(4, 5)===> fact_iter(3, 20)===> fact_iter(2, 60)===> fact_iter(1, 120)===> 120
尾递归调用时,如果做了优化,栈的长度不会增长,因此,做多少次函数调用也不会导致栈溢出,遗憾的是,大多数编程语言都没有对尾递归做相应的优化。
使用递归函数的优点是逻辑简单清晰,缺点是过深的调用会导致栈溢出。
针对尾递归优化的语言可以通过尾递归防止栈溢出。尾递归事实上和循环是等价的,没有循环语句的编程语言只能通过尾递归实现循环。
Python标准的解释器没有针对尾递归做优化,任何递归函数都存在栈溢出的问题。