由斐波那契数列,说一下尾递归

既然上一篇文章《Python实现斐波那契数列: 递归、尾递归、循环三种方法的比较》中提到了尾递归,那在这里就顺便研究一下尾递归;

那么什么是尾递归?如果一个函数中所有递归形式的调用都出现在函数的末尾,我们称这个递归函数是尾递归的。当递归调用是整个函数体中最后执行的语句且它的返回值不属于表达式的一部分时,这个递归调用就是尾递归。

我来翻译一下,尾递归就是:1.递归调用必须在函数的尾部(最后执行);2.递归调用不能组成表达式语句;

那么首先我们看一下普通递归和尾递归,还以斐波那契数列为例:

# 方法一:直接用递归求斐波那契数列第n个数值
# 该种求法,n越大效率越低,因为每次求值,都会重新把前面的数算一遍
# 每次递归,都会重新创建栈,n较大时很容易爆栈
def feibona(n):
    if n < 2:
        return n
    return feibona(n - 1) + feibona(n - 2)
# 方法二:使用尾递归求斐波那契数列第n个数值
# 该种求法,效率较高
def feibona_tial(n, a, b):
    if n == 0:
        return a
    return feibona_tial(n - 1, b, a + b)

很明显,方法一普通递归最后一句,feibona(n - 1) + feibona(n - 2)两个递归组成了一个相加的表达式;
而方法二,则符合尾递归的定义;
那么尾递归相较于普通递归有哪些好处呢?

对于一般的递归而言,当递归层数太深的时候,很容易有爆栈的危险;
我们先看一下函数调用的过程:
1、调用开始前,调用方(或函数本身)会往栈上压相关的数据,参数,返回地址,局部变量等。
2、执行函数
3、清理栈中有关该函数的相关数据和返回;
因此对于普通递归,调用函数feibona(n),执行到最后一个表达式,调用函数feibona(n-1)和feibona(n-2);
feibona(n-1)又会调用到feibona((n-1)-1).....
在这个过程中,feibona(n)需要等待feibona(n-1)和feibona(n-2)的返回值才会释放资源,而feibona(n-1)又会等待feibona((n-1)-1)...;
因此,在普通递归过程中,所有层级的栈都会保留下来,直到最后一个层级返回数值后,才会一个层级一个层级释放资源;

尾递归的原理:
当编译器检测到一个函数调用是尾递归的时候,它就覆盖当前的活动记录而不是在栈中去创建一个新的。编译器可以做到这点,因为递归调用是当前活跃期内最后一条待执行的语句,于是当这个调用返回时栈帧中并没有其他事情可做,因此也就没有保存栈帧的必要了。通过覆盖当前的栈帧而不是在其之上重新添加一个,这样所使用的栈空间就大大缩减了,这使得实际的运行效率会变得更高。
尾递归函数的特点是在回归过程中不用做任何操作,这个特性很重要,因为大多数现代的编译器会利用这种特点自动生成优化的代码。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,163评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,301评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,089评论 0 352
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,093评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,110评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,079评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,005评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,840评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,278评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,497评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,667评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,394评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,980评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,628评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,796评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,649评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,548评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容