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  • trampoline蹦床函数解决递归调用栈问题

    递归函数的调用栈太多,造成溢出,那么只要减少调用栈,就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢?就是采用“循环”换掉“递归”。
    下面是一个正常的递归函数。

    function sum(x, y) {
      if (y > 0) {
        return sum(x + 1, y - 1);
      } else {
        return x;
      }
    }
    
    sum(1, 100000)
    // Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)
    

    上面代码中,sum是一个递归函数,参数x是需要累加的值,参数y控制递归次数。一旦指定sum递归 100000 次,就会报错,提示超出调用栈的最大次数。

    蹦床函数(trampoline)可以将递归执行转为循环执行。

    function trampoline(f) {
      while (f && f instanceof Function) {
        f = f();
      }
      return f;
    }
    

    上面就是蹦床函数的一个实现,它接受一个函数f作为参数。只要f执行后返回一个函数,就继续执行。注意,这里是返回一个函数,然后执行该函数,而不是函数里面调用函数,这样就避免了递归执行,从而就消除了调用栈过大的问题。

    然后,要做的就是将原来的递归函数,改写为每一步返回另一个函数。

    function sum(x, y) {
      if (y > 0) {
        return sum.bind(null, x + 1, y - 1);
      } else {
        return x;
      }
    }
    

    上面代码中,sum函数的每次执行,都会返回自身的另一个版本。

    现在,使用蹦床函数执行sum,就不会发生调用栈溢出。

    trampoline(sum(1, 100000))
    // 100001
    

    蹦床函数并不是真正的尾递归优化,下面的实现才是。

    function tco(f) {
      var value;
      var active = false;
      var accumulated = [];
    
      return function accumulator() {
        accumulated.push(arguments);
        if (!active) {
          active = true;
          while (accumulated.length) {
            value = f.apply(this, accumulated.shift());
          }
          active = false;
          return value;
        }
      };
    }
    
    var sum = tco(function(x, y) {
      if (y > 0) {
        return sum(x + 1, y - 1)
      }
      else {
        return x
      }
    });
    
    sum(1, 100000)
    // 100001
    

    上面代码中,tco函数是尾递归优化的实现,它的奥妙就在于状态变量active。默认情况下,这个变量是不激活的。一旦进入尾递归优化的过程,这个变量就激活了。然后,每一轮递归sum返回的都是undefined,所以就避免了递归执行;而accumulated数组存放每一轮sum执行的参数,总是有值的,这就保证了accumulator函数内部的while循环总是会执行。这样就很巧妙地将“递归”改成了“循环”,而后一轮的参数会取代前一轮的参数,保证了调用栈只有一层。

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    第一篇
    程序题
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