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JavaScript尾遞歸的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用場景

更新時(shí)間：2023年05月05日 10:00:58 作者：沒空鏟屎的艾倫

本文主要介紹了JavaScript尾遞歸的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用場景，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

什么是尾遞歸

尾遞歸是一種特殊的遞歸，它的特點(diǎn)是在函數(shù)的最后一步調(diào)用自身，而不是在調(diào)用后還有其他操作。尾遞歸可以有效地避免棧溢出的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗恍枰４婷看握{(diào)用的上下文，只需要保留一個(gè)棧幀即可。尾遞歸也可以提高遞歸的性能，因?yàn)樗鼫p少了函數(shù)調(diào)用的開銷。

和遞歸的差別

尾遞歸和普通遞歸的區(qū)別在于遞歸調(diào)用發(fā)生的位置。在普通遞歸中，遞歸函數(shù)調(diào)用發(fā)生在遞歸函數(shù)的末尾，而在尾遞歸中，遞歸函數(shù)調(diào)用是整個(gè)函數(shù)的最后一個(gè)操作。

因?yàn)槲策f歸在遞歸調(diào)用后不再有其他操作，所以可以被編譯器或解釋器優(yōu)化成循環(huán)，從而避免出現(xiàn)棧溢出等問題。而普通遞歸的調(diào)用棧會(huì)不斷增長，直到達(dá)到?？臻g的上限，導(dǎo)致棧溢出。

下面是一個(gè)普通遞歸和尾遞歸的例子，用于計(jì)算斐波那契數(shù)列的第n項(xiàng)：

// 普通遞歸
function fibonacci(n) {
  if (n <= 1) {
    return n;
  }
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
// 尾遞歸
function fibonacciTail(n, a = 0, b = 1) {
  if (n === 0) {
    return a;
  }
  return fibonacciTail(n - 1, b, a + b);
}

可以看到，在普通遞歸中，遞歸函數(shù)調(diào)用發(fā)生在函數(shù)的末尾，并且需要對遞歸函數(shù)的返回值進(jìn)行加法運(yùn)算，因此不是尾遞歸。而在尾遞歸中，遞歸函數(shù)調(diào)用是整個(gè)函數(shù)的最后一個(gè)操作，并且返回值不再需要進(jìn)行其他的操作，因此是尾遞歸。

尾遞歸的優(yōu)化

要實(shí)現(xiàn)尾遞歸優(yōu)化，可以使用“尾遞歸模式”或“尾遞歸轉(zhuǎn)換”技術(shù)，將遞歸調(diào)用轉(zhuǎn)換為迭代形式。下面是一個(gè)尾遞歸優(yōu)化的示例代碼：

function fibonacciTail(n, a = 0, b = 1) {
  if (n === 0) {
    return a;
  }
  return fibonacciTail(n - 1, b, a + b);
}
function fibonacci(n) {
  return fibonacciTail(n, 0, 1);
}

在優(yōu)化后的代碼中，我們將尾遞歸函數(shù) fibonacciTail 封裝在了一個(gè)新的函數(shù) fibonacci 中，并將 fibonacciTail 的第二個(gè)參數(shù) a 的默認(rèn)值設(shè)為 0，將第三個(gè)參數(shù) b 的默認(rèn)值設(shè)為 1，以便于調(diào)用新函數(shù)時(shí)進(jìn)行初始值的設(shè)置。

優(yōu)化后的代碼中，在函數(shù)內(nèi)部使用了尾遞歸調(diào)用，也就是說，在函數(shù)的最后一步，直接返回了尾遞歸調(diào)用的結(jié)果。這樣做的好處是，在遞歸調(diào)用的過程中不會(huì)產(chǎn)生新的調(diào)用幀，因此不會(huì)出現(xiàn)棧溢出的情況。

應(yīng)用場景

以下是一些 JavaScript 中尾遞歸的應(yīng)用場景：

數(shù)學(xué)計(jì)算

計(jì)算階乘、斐波那契數(shù)列等數(shù)學(xué)問題時(shí)，通常可以使用尾遞歸來優(yōu)化性能。上面已經(jīng)有例子了，這里就不多贅述了
樹形結(jié)構(gòu)遍歷

遍歷樹形結(jié)構(gòu)（例如 DOM 樹或 JSON 樹）時(shí)，通?？梢允褂梦策f歸來避免堆棧溢出。
```
const tree = {
  value: 1,
  children: [
    {
      value: 2,
      children: [
        {
          value: 4,
          children: []
        },
        {
          value: 5,
          children: []
        }
      ]
    },
    {
      value: 3,
      children: [
        {
          value: 6,
          children: []
        },
        {
          value: 7,
          children: []
        }
      ]
    }
  ]
};
// 尾遞歸遍歷樹
function traverseTree(tree, callback) {
  function traverse(node, fn) {
    fn(node.value);
    if (node.children.length > 0) {
      node.children.forEach(child => traverse(child, fn));
    }
  }
  traverse(tree, callback);
}
traverseTree(tree, console.log);
```
這里定義了一個(gè) traverseTree 函數(shù)，它接受兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是樹形結(jié)構(gòu)，一個(gè)是回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)用于處理每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值。在 traverseTree 函數(shù)中，我們定義了一個(gè)內(nèi)部函數(shù) traverse，它接受兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是節(jié)點(diǎn)，一個(gè)是回調(diào)函數(shù)。在 traverse 函數(shù)中，我們先調(diào)用回調(diào)函數(shù)處理當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值，然后判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有子節(jié)點(diǎn)，如果有子節(jié)點(diǎn)，就遞歸調(diào)用 traverse 函數(shù)來遍歷它的子節(jié)點(diǎn)。
函數(shù)式編程