python學習-遞歸超棧及尾遞歸優(yōu)化問題

遞歸
def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

使用遞歸函數(shù)需要注意防止棧溢出問題捅儒。在計算機中函數(shù)調用是通過棧(stack)這種數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)的查刻,每當進入一個函數(shù)調用,棧就會增加一層棧幀秧饮,每當函數(shù)返回映挂,棧就會減一層棧幀。由于棧的大小不是無限的盗尸,所以柑船,遞歸調用的次數(shù)過多,會導致棧溢出泼各“笆保可以試試fact(1000)

>>>fack(1000)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 4, in fact
  ...
  File "<stdin>", line 4, in fact
RuntimeError: maximum recursion depth exceeded(超過最大遞歸深度)
尾遞歸

解決遞歸調用棧溢出的方法是通過尾遞歸優(yōu)化,事實上尾遞歸和循環(huán)的效果是一樣的,所以逆巍,把循環(huán)看成是一種特殊的尾遞歸函數(shù)也是可以的及塘。

尾遞歸是指,在函數(shù)返回的時候锐极,調用自身本身笙僚,并且,return語句不能包含表達式灵再。這樣肋层,編譯器或者解釋器就可以把尾遞歸做優(yōu)化,使遞歸本身無論調用多少次檬嘀,都只占用一個棧幀槽驶,不會出現(xiàn)棧溢出的情況。

上面的fact(n)函數(shù)由于return n * fact(n - 1)引入了乘法表達式鸳兽,所以就不是尾遞歸了掂铐。要改成尾遞歸方式,需要多一點代碼揍异,主要是要把每一步的乘積傳入到遞歸函數(shù)中:

def fact(n):
    return fact_iter(n, 1)

def fact_iter(num, product):
    if num == 1:
        return product
    return fact_iter(num - 1, num * product)

可以看到全陨,return fact_iter(num - 1, num * product)僅返回遞歸函數(shù)本身,num - 1num * product在函數(shù)調用前就會被計算衷掷,不影響函數(shù)調用辱姨。

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