函数式编程之尾调用和尾递归

尾调用

前一段时间偶然状况下了解到了尾调用这个概念，而后就去了解了一下，其实用代码来解释是很是容易的：

function foo(x){
    return x+1
}
function ex(){
    var num = 2
    return foo(num)
}
//尾调用不必定出如今函数尾部，只要是最后一步操做便可。
//当一个函数的最后一步是另外一个函数的调用（只是某个函数的调用），那么，这种状况就称之为尾调用
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尾调用为何会单独拿出来做为一个概念而且被讨论，究其缘由是函数调用会在内存中造成一个调用帧（用以保存调用位置，上下文变量等信息），若是在函数A内部调用了函数B，那么，会在A的调用帧上面再记录一个B的调用帧，等B执行结束将结果返回给A以后，B的调用帧消失；若是B内部还调用了函数C，那么，C的调用帧。还会出如今B的上方。这就是一个压栈的过程，所以调用过程实际上是造成了一个调用栈的。 尾调用因为是函数的最后一步操做，因此不须要保留外层函数的调用记录，由于调用位置、内部变量等信息都不会再用到了，只要直接用内层函数的调用记录，取代外层函数的调用记录就能够了。

优化

优化方式根据使用的语言不一样则有不一样实现，此处拿JavaScript来举例

function f() {
  let m = 1;
  let n = 2;
  return g(m + n);
}
f();

// 等同于
function f() {
  return g(3);
}
f();

// 等同于
g(3); 
//咱们能够有意识的将函数简化或改写成非尾调用的形式
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上面代码中，若是函数g不是尾调用，函数f就须要保存内部变量m和n的值、g的调用位置等信息。但因为调用g以后，函数f就结束了，因此执行到最后一步，彻底能够删除 f() 的调用记录，只保留 g(3) 的调用记录。

这就叫作"尾调用优化"（Tail call optimization），即只保留内层函数的调用记录。若是全部函数都是尾调用，那么彻底能够作到每次执行时，调用记录只有一项，这将大大节省内存。这就是"尾调用优化"的意义。

尾递归

尾调用的是自身，被称为尾递归。 递归很是耗费内存，由于须要同时保存成千上百个调用记录，很容易发生"栈溢出"错误（stack overflow）。但对于尾递归来讲，因为只存在一个调用记录，因此永远不会发生"栈溢出"错误。

function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 120
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上面代码是一个阶乘函数，计算n的阶乘，最多须要保存n个调用记录，复杂度 O(n) 。

若是改写成尾递归，只保留一个调用记录，复杂度 O(1) 。

function factorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 120
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因而可知，"尾调用优化"对递归操做意义重大，因此一些函数式编程语言将其写入了语言规格。ES6也是如此，第一次明确规定，全部 ECMAScript 的实现，都必须部署"尾调用优化"。这就是说，在 ES6 中，只要使用尾递归，就不会发生栈溢出，相对节省内存，ES6的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。(参考自阮一峰：www.ruanyifeng.com/blog/2015/0…)