java遞歸算法經(jīng)典實(shí)例 尾遞歸究竟是好是壞?
尾遞歸究竟是好是壞?如果遞歸級(jí)別太多,則會(huì)出現(xiàn)堆棧溢出異常,因?yàn)槊看握{(diào)用都會(huì)生成一個(gè)新的堆棧幀,并使用此堆棧幀保留當(dāng)前函數(shù)的狀態(tài)值。如果不需要保存狀態(tài)值,則可以重用堆棧幀而不會(huì)導(dǎo)致堆棧溢出。以n的階乘
尾遞歸究竟是好是壞?
如果遞歸級(jí)別太多,則會(huì)出現(xiàn)堆棧溢出異常,因?yàn)槊看握{(diào)用都會(huì)生成一個(gè)新的堆棧幀,并使用此堆棧幀保留當(dāng)前函數(shù)的狀態(tài)值。如果不需要保存狀態(tài)值,則可以重用堆棧幀而不會(huì)導(dǎo)致堆棧溢出。
以n的階乘為例:
正常遞歸:
如果n=3,則每一步都需要保留n值和下一個(gè)函數(shù)的返回值,因此每次調(diào)用都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的堆棧幀
尾部遞歸:
如果n=3,則每次調(diào)用都可以重用堆棧幀,因?yàn)椴恍枰4鏍顟B(tài)值。
因此,當(dāng)遞歸在當(dāng)前堆棧幀執(zhí)行后完成時(shí),它不需要保留當(dāng)前堆棧幀,但根據(jù)當(dāng)前堆棧幀的結(jié)果,它可以在進(jìn)入下一個(gè)堆棧幀時(shí)優(yōu)化為尾部遞歸。通常,尾部遞歸需要滿足遞歸調(diào)用是函數(shù)體中最后執(zhí)行的語(yǔ)句。例如,在factorial示例中,要執(zhí)行的最后一條語(yǔ)句是直接調(diào)用factorial(n-1,n*result),而不是表達(dá)式n*factorial(n-1)。如果是表達(dá)式,則需要堆棧幀來(lái)保留N和階乘(N-1)的結(jié)果。
java遞歸改為循環(huán)后為什么不會(huì)導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出?
我們知道,在編程中,如果您希望業(yè)務(wù)被重復(fù)執(zhí)行,通常有兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)它:遞歸和循環(huán)。在實(shí)際的編碼過(guò)程中,我們不建議使用遞歸,而是建議使用循環(huán)。為什么?
事實(shí)上,不僅僅是Java,任何編程語(yǔ)言,如果遞歸寫入錯(cuò)誤,都可能導(dǎo)致內(nèi)存溢出
!學(xué)習(xí)過(guò)Java的朋友一定或多或少聽說(shuō)過(guò)并理解了堆棧內(nèi)存和堆內(nèi)存。程序運(yùn)行時(shí),計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)會(huì)給每個(gè)進(jìn)程分配堆內(nèi)存和堆棧內(nèi)存,分配的堆棧內(nèi)存有一個(gè)上限。一旦超過(guò)上限,就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出。
為什么遞歸操作容易導(dǎo)致內(nèi)存溢出?主要原因如下:
在遞歸方法中,如果終止遞歸的條件寫得不正確,可能導(dǎo)致無(wú)限遞歸,最終導(dǎo)致內(nèi)存溢出;
即使遞歸方法和退出遞歸條件正常,如果遞歸深度太深(遞歸次數(shù)太多),也會(huì)導(dǎo)致堆棧內(nèi)存溢出!因?yàn)闂H霔3龅囊?guī)則是先入后出(先入后出),如果遞歸次數(shù)過(guò)多,就會(huì)導(dǎo)致只入不出棧,最后導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出。
將遞歸寫入方式改為循環(huán)寫入方式的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)只進(jìn)不出棧的現(xiàn)象,避免了棧內(nèi)存溢出的現(xiàn)象。