尾调用,是指函数内部的最后一个动作是函数调用。该调用的返回值,直接返回给函数。
Example:
function sum(x) {
return sum(x + 1);
}
这里的 sum()
内部的 sum
就是属于尾调用,ta 所返回的值直接返回给调用 ta 的上层 sum()
函数。
function sum(x) {
return 1 + sum(x + 1);
}
这里的 sum()
内部的 sum
就不属于尾调用,ta 所返回的值在返回给调用 ta 的上层 sum()
函数之前,需要先跟 1 计算和,然后再返回。
尾调用和非尾调用有什么差异?
编写一个求和函数,有大致3种方式:
循环
function sum(x) { var result = x; while (x >= 1) { result += --x; } return result; }
循环自然是速度和性能最好的,但是在编写复杂的代码时,循环往往模块化很差,可读性很差,而且无法体现数学上的描述。
普通递归
function sum(x) { if (x === 1) { return 1; } return x + sum(--x); }
普通递归时,内存需要记录调用的堆栈所出的深度和位置信息。在最底层计算返回值,再根据记录的信息,跳回上一层级计算,然后再跳回更高一层,依次运行,直到最外层的调用函数。在cpu计算和内存会消耗很多,而且当深度过大时,会出现堆栈溢出。
比如,计算
sum(5)
的时候,其计算过程是这样的:sum(5) (5 + sum(4)) (5 + (4 + sum(3))) (5 + (4 + (3 + sum(2)))) (5 + (4 + (3 + (2 + sum(1))))) (5 + (4 + (3 + (2 + 1)))) (5 + (4 + (3 + 3))) (5 + (4 + 6)) (5 + 10) 15
在计算的过程中,堆栈一直不停的记录每一层次的详细信息,以确保该层次的操作完成,能返回到上一层次。
通过尾递归,可以取消过多的堆栈记录,而只记录最外层和当前层的信息,完成计算后,立刻返回到最上层。从而减少 cpu 计算和内存消耗。
尾递归
function sum(x, total) { if (x === 1) { return x + total; } return sum(--x, x + total); }
这个函数更具有数学描述性:
- 如果输入值是1 => 当前计算数1 + 上一次计算的和total
- 如果输入值是x => 当前计算数x + 上一次计算的和total
计算
sum(5, 0)
的时候,其过程是这样的:sum(5, 0) sum(4, 5) sum(3, 9) sum(2, 12) sum(1, 14) 15
整个计算过程是线性的,调用一次
sum(x, total)
后,会进入下一个栈,相关的数据信息和跟随进入,不再放在堆栈上保存。当计算完最后的值之后,直接返回到最上层的sum(5,0)
。这能有效的防止堆栈溢出。
而且最happy的是,在ECMAScript 6,我们将迎来尾递归优化,享受只有LISP
HASKELL这些古典函数式语言才拥有的能力。通过尾递归优化,javascript代码在解释成机器码的时候,将会向while看起,也就是说,同时拥有数学表达能力和while的效能。
使用尾递归
这里有一个使用尾递归提取绝对文件名的例子,可以来展示下尾递归的魅力。这个函数需要输入一个(或几个)目录名和当前所在的文件位置,然后会递归提取目录下的所有文件名,放入一个栈中。
var FS = require('fs');
var PATH = require('path');
function readSync(paths, i) {
if (i >= 0 && i < paths.length) {
var stats = FS.statSync(paths[i]);
if (stats.isFile()) {
return readSync(paths, ++i);
} else if (stats.isDirectory()) {
var newPaths = FS.readdirSync(paths[i]).map(function (path) {
return PATH.join(paths[i],path);
});
return readSync(paths.slice(0, i).concat(newPaths,
paths.slice(i + 1)),
i);
} else {
return readSync(paths.slice(0, i).concat(paths.slice(i + 1)),
i);
}
} else {
return paths;
}
}
测试一下,这个函数可以在服务器启动时,提取某一个(或者几个)目录内的所有文件,然后用于编译或者是其他的操作。
readSync([PATH.join(__dirname, './tpls')], 0).forEach(function (path) {
console.log(path);
});
readSync([PATH.join(__dirname, './tpls'), PATH.join(__dirname, './pages')], 0).forEach(function (path) {
console.log(path);
});