Javascript尾遞歸編程的實現

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尾遞歸編程思想

遞歸是編程中必不可少的一環，在算法和工程上會經常使用，但是隨著計算量的增大，函數堆棧會大量堆積上一函數上下文中的變量和方法，會導致主線程棧的空間不足而造成棧溢出錯誤，由於新的函數壓入堆棧後，上一函數仍然在堆棧中未被釋放，因此內存資源消耗會十分大，對性能也會有很大影響。

我們知道遞歸寫起來確實方便，邏輯也容易理解，最簡單的斐波那契數列問題，跳樓梯，一次隻能1步或2步，跳n格有多少種方法

最容易的遞歸

// 限制條件 countOfStep>0
function jump(countOfStep) {
    if (countOfStep <= 0) return 0;
    function jumpRecursive(innerCountOfStep) {
        if (innerCountOfStep < 0) return 0;
        if (innerCountOfStep === 1 || innerCountOfStep === 0) return 1;
        return jumpRecursive(innerCountOfStep - 1) + jumpRecursive(innerCountOfStep - 2);
    }
    return jumpRecursive(countOfStep);
}

很明顯上述遞歸沒有任何優化，利用函數堆棧來實現對上一結果的保存作為下一結果的支撐，函數開銷大。

運用緩存結果思想解決函數開銷

function jumpWithoutFuncCost(countOfStep) {
    if(countOfStep<=0) return 0;
    const saves = new Array(countOfStep + 1).fill(0);
    [saves[0], saves[1]] = [1, 1];
    for (let i = 2; i <= countOfStep; i++) {
        saves[i] = saves[i - 1] + saves[i - 2];
    }
    return saves[countOfStep];
}

是解決瞭數據過大棧溢出問題瞭，不過也同時帶來空間開銷

迭代方法

function jumpIteritive(countOfStep) {
    if(countOfStep<=0) return 0;
    let [prefix, suffix] = [1, 1];
    for (let i = 2; i <= countOfStep; i++) {
        let temp = suffix;
        suffix += prefix;
        prefix = temp;
    }
    return suffix;
}

如果是復雜點的問題迭代法是比較難想出來的。但凡可以實現迭代處理的方法可以用尾遞歸實現，遞歸的實現更具有可讀性和簡潔性。

尾遞歸實現

function jumpTailRecursive(countOfStep, prev = 1, next = 1) {
    if(countOfStep<=0) return 0;
    if (countOfStep === 1) return next;
    return jumpTailRecursive(--countOfStep, next, prev + next);
}

原理圖解

關於Javascript沒有實現尾遞歸優化

Javascript由於某些原因，JavaScript引擎實現者認為特性不合理，以及各大廠商的權力糾紛問題，TC39提案仍未落實尾遞歸優化方案。

如果要實現JavaScript尾遞歸優化，需要采用蹦床函數輔助實現，才能實現和迭代一樣避免棧溢出情況。

trampoline實現

function jumpTailRecursiveTrampolined(countOfStep, prev = 1, next = 1) {
    if (countOfStep <= 0) return 0;
    if (countOfStep === 1) return next;
    return () => jumpTailRecursiveTrampolined(--countOfStep, next, prev + next);
}

function trampoline(F){
    return function(...args){
        F = F.bind(this, ...args);
        while (F instanceof Function) {
            F = F();
        }
        return F;
    }
}

const uniformLog = (element) => console.log(JSON.stringify(element, undefined, 4));
uniformLog(trampoline(jumpTailRecursiveTrampolined)(3));

到此這篇關於Javascript尾遞歸編程的實現的文章就介紹到這瞭,更多相關Javascript尾遞歸內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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