尾调用与尾递归

尾调用

当一个函数执行时的最后一个步骤是返回（return）另一个函数的调用时，就叫做尾调用。

函数调用会在内存形成一个"调用记录"，又称"调用帧"（call frame），保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B，那么在A的调用记录上方，还会形成一个B的调用记录。等到B运行结束，将结果返回到A，B的调用记录才会消失。如果函数B内部还调用函数C，那就还有一个C的调用记录栈，以此类推。所有的调用记录，就形成一个"调用栈"（call stack）。

​而尾调用是在函数A执行时最后一步return 执行调用函数B，由于是函数的最后一步操作，所以不需要保留外层函数的调用记录，此时A的调用记录就会被销毁。调用栈中始终只保持了一条调用帧。。这就是"尾调用优化"的意义。

注意：尾调用优化只在严格模式下有效。 

在ES6中，strict模式下，满足以下条件，尾调用优化会开启，此时引擎不会创建一个新的栈帧，而是清除当前栈帧的数据并复用：

• 尾调用函数不需要访问当前栈帧中的变量；

• 尾调用返回后，函数没有语句需要继续执行；

• 尾调用的结果就是函数的返回值；

ES6的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。
这是因为在正常模式下，函数内部有两个变量，可以跟踪函数的调用栈。

arguments：返回调用时函数的参数。
func.caller：返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时，函数的调用栈会改写，因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量，所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

尾递归

//先写一个普通的递归函数    求阶乘
function factorial(n){
    if(n <= 1){
        return 1;
    }
    return n * factorial(n-1);
}
// 当要求的阶乘非常大时，就有可能出现栈溢出的错误，并且复杂度为O(n)
console.log(factorial(500000));

而经过尾递归优化之后

'use strict';
function factorial(n,total){
    if(n <= 1){
        return total;
    }
    return factorial(n-1, n * total);
}
console.log(factorial(500,1));
// 调用如下：
// 500 1
// 499 500*1
// 498 499*500*1
// 497 498*499*500*1

//这样通过尾递归，调用栈只会有一个记录，复杂度为O(1)

然而尾递归的实现，需要改写递归函数，确保最后一步只调用自身。

这样就必须把函数内用到的中间变量改写为递归函数的参数，就导致函数的语义化不够明显！

幸运的是，在ES6中有参数默认值

'use strict';
function factorial(n, total = 1){
    if(n <= 1){
        return total;
    }
    return factorial(n-1, n * total);
}
console.log(factorial(50));

或者用一个符合语义的函数去调用

'use strict';
function tailFactorial(num, total) {
    if (num === 1) {
        return total;
    }
    return tailFactorial(num - 1, num * total);
}
function factorial(num) {
    return tailFactorial(num, 1);
}
console.log(factorial(50));

甚至可以再稍加改写一下，运用函数式编程柯里化的思想：将多参数的函数转换成单参数的形式

function currying(fn, n) {
    return function (m) {
        console.log(this == window);//ture
        return fn.call(this, m, n);
    };
}
function tailFactorial(n, total) {
    if (n <= 1) {
        return total;
    }
    return tailFactorial(n - 1, n * total);
}
const factorial = currying(tailFactorial, 1);
factorial(5);