ES6——尾递归优化

什么是尾递归

尾递归是指在一个函数的最后一步调用自身的递归形式。在尾递归的过程中，递归调用是函数体中的最后一个操作，没有其他后续操作或表达式。
相比于一般的递归调用，尾递归有一个重要的特点：它不会在递归调用之后再进行额外的计算或处理，而是直接将递归调用的结果返回。
因此，在尾递归中，递归调用不会增加额外的栈空间或内存消耗。
尾递归通常用于需要对问题进行分解、每次迭代处理部分结果，并将部分结果传递给下一次递归调用的场景。通过使用尾递归，可以避免递归层级过深导致的栈溢出问题，提高代码的性能和效率。

function factorial(n, acc = 1) {
  if (n === 0) {
    return acc;
  }
  return factorial(n - 1, n * acc);
}
console.log(factorial(5)); // 输出: 120

factorial函数使用尾递归方式进行计算阶乘。递归调用发生在函数的最后一步操作，并且递归调用的结果直接返回，没有其他后续操作。这样可以避免递归层级过深导致的栈溢出问题。

如何使用尾递归优化

1. 确保递归调用是在函数的最后一步执行，并且将递归调用的结果直接返回，而不是在调用后进行额外的操作。
2. 使用合适的语法或标记（如果适用）来告诉编译器/解释器这是一个尾递归调用，以便进行优化。不同的编程语言可能有不同的方式来指示编译器/解释器进行尾递归优化，比如在一些函数式编程语言中可能会使用特定的关键字或修饰符。
3. 进行编译或解释。在编译或解释代码时，编译器/解释器会根据语言规范和指示来进行尾递归优化处理。
4. 测试和验证。对经过尾递归优化的代码进行测试，验证其性能和正确性。

function factorial(n, acc = 1) {  
  if (n === 0) return acc  
  return factorial(n - 1, n * acc)  
}  
  
function optimizedFactorial(n, acc = 1) {  
  "use strict";  
  function factorial(n, acc) {  
    if (n === 0) return acc  
    return factorial(n - 1, n * acc)  
  }  
  return factorial(n, acc)  
}  

在上边的例子中，首先定义了一个新的函数 optimizedFactorial 来优化 factorial 函数的性能。使用尾递归优化，在函数定义前加上 “use strict” 指令，从而实现更优秀的性能。在 optimizedFactorial 函数中，将 factorial 函数作为内部函数使用。当optimizedFactorial 函数被调用时，它将递归的计算 factorial 函数，并返回计算结果。就是通过引入一个尾递归函数，来减少递归调用时产生的上下文环境，从而减少内存的占用。

什么时候使用尾递归优化

使用尾递归优化，可以减少递归时消耗的内存。但是尾递归并不是一种万能的优化方法。在某些场景中，尾递归并不能提供明显的性能优势。比如说当一个递归函数的计算结果依赖于先前递归调用的所有结果时，尾递归优化就失效了，因为在函数调用之前需要保留先前的计算结果。因此，尾递归不应该被视为 JavaScript 中的通用优化方法，而是应该在特定场景下才能使用。

可以通过以下三个条件来判断一个函数是否可以使用尾递归优化：

1. 函数的最后一步是递归调用本身。
2. 没有在递归调用之后做其他的操作，比如计算、赋值等。
3. 递归调用的结果作为函数的返回值。

示例：使用尾递归优化计算斐波那契数列

function fibonacci(n, current = 0, next = 1) {  
  if (n === 0) {  
    return current  
  }  
  return fibonacci(n - 1, next, current + next)  
}  
  
function optimizedFibonacci(n) {  
  "use strict";  
  function fibonacci(n, current, next) {  
    if (n === 0) {  
      return current  
    }  
    return fibonacci(n - 1, next, current + next)  
  }  
  return fibonacci(n, 0, 1)  
}