尾调用优化

所谓尾调用,就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。 这里有一个隐含要求,就是最后一步只能是单纯的函数调用,不能有其他操作。

function f(x){

  return g(x);

}  // 这是尾调用

function f(x){

  return g(x) + 1;

} // 这不是尾调用, 因为最后一步是一个带有函数调用的表达式 

在代码中使用尾调用的写法有什么好处呢,尾调用优化到底能优化什么呢,答案是内存。

函数调用会在内存形成一个"调用记录",又称"调用帧"(call frame),保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B,那么在A的调用记录上方,还会形成一个B的调用记录。等到B运行结束,将结果返回到A,B的调用记录才会消失。如果函数B内部还调用函数C,那就还有一个C的调用记录栈,以此类推。所有的调用记录,就形成一个调用栈(call stack)。

尾调用由于是函数的最后一步操作,所以不需要保留外层函数的调用记录,因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了,只要直接用内层函数的调用记录,取代外层函数的调用记录就可以了。如果所有函数都是尾调用,那么完全可以做到每次执行时,调用记录只有一项,这将大大节省内存。这就是"尾调用优化"的意义。

尾调用的写法很适合用来实现递归,一个函数在尾部调用自身,就形成尾递归。写过递归的人都知道,递归如果控制不好,很容易出现栈溢出,而尾递归由于上述特性,可以完美地规避这个问题(尾递归永远只有一个调用帧,不会出现栈溢出)。

function factorial(n, total) {

  if (n === 1) return total;

  return factorial(n - 1, n * total);

} // 一个尾递归的例子, 阶乘函数

JS的尾递归优化必须在严格模式下才能够生效(ES6标准)。

在JS文件的顶层加上"use strict",进入严格模式。 在严格模式种,无法使用函数内置的两个变量,arguments 和 func.caller。

arguments 返回函数收到的所有参数,  func.caller返回函数的调用者, 实际上,这两个内置变量都记录了函数的调用帧,所以,在普通模式下,即使使用了尾调用写法,也无法保证调用帧唯一,在严格模式下,这两个变量被禁用,因此可以保证只有一个调用帧。

从ES6开始, 所有 ECMAScript 的实现,都必须部署"尾调用优化",即都要使用严格模式。

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