Scala 函数式编程_尾递归_Tail Recursion

最新推荐文章于 2025-09-06 21:51:14 发布

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原文链接：https://my.oschina.net/xinxingegeya/blog/359517

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#scala #python

本文介绍了Scala中的尾递归概念及其实现方法。通过对比普通递归，文章详细解释了尾递归如何避免栈溢出问题，并提供了一个计算阶乘的具体例子。了解尾递归有助于提高函数式编程技巧。

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Scala 函数式编程_尾递归_Tail Recursion

尾递归

从上面的例子中我们可以看到http://my.oschina.net/xinxingegeya/blog/359513，使用递归方式写出的程序通常通俗易懂，这其实代表这两种编程范式的不同，命令式编程范式倾向于使用循环，告诉计算机怎么做，而函数式编程范式则使用递归，告诉计算机做什么。习惯于命令式编程范式的程序员还有一个担忧：相比循环，递归不是存在效率问题吗？每一次递归调用，都会分配一个新的函数栈，如果递归嵌套很深，容易出现栈溢出的问题。比如下面计算阶乘的递归程序：

// 递归求阶乘
def factorial(n: Int): Int =
  if (n == 0) 1 else n * factorial(n - 1)

当递归调用 n – 1的阶乘时，由于需要保存前面的 n，必须分配一个新的函数栈，这样当 n很大时，函数栈将很快被耗尽。然而尾递归能帮我们解决这个问题，所谓尾递归是指在函数调用的最后一步，只调用该递归函数本身，此时，由于无需记住其他变量，当前的函数栈可以被重复使用。上面的程序只需稍微改造一下，既可以变成尾递归式的程序，在效率上，和循环是等价的。

// 尾递归求阶乘
def factorial(n: Int): Int = {
  @tailrec
  def loop(acc: Int, n: Int): Int =
    if (n == 0) acc else loop(n * acc, n - 1)
  loop(1, n)
}

在上面的程序中，我们在阶乘函数内部定义了一个新的递归函数，该函数最后一步要么返回结果，要么调用该递归函数本身，所以这是一个尾递归函数。该函数多出一个变量 acc，每次递归调用都会更新该变量，直到递归边界条件满足时返回该值，即为最后的计算结果。这是一种通用的将非尾递归函数转化为尾递归函数的方法，大家可多加练习，掌握这一方法。对于尾递归，Scala 语言特别增加了一个注释 @tailrec，该注释可以确保程序员写出的程序是正确的尾递归程序，如果由于疏忽大意，写出的不是一个尾递归程序，则编译器会报告一个编译错误，提醒程序员修改自己的代码。

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