迎接ECMAScript 6, 使用尾递归

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:

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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);
});

文章来源:http://www.jianshu.com/p/269ba1ba1644

    原文作者:justjavac
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000002386663
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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