尾递归函数

2022-10-21

kotlin

怯懦的朋友在叛离之后,会成为最凶残的仇敌——埃·斯宾塞

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Kotlin 支持一种称为尾递归的函数式编程风格。 这允许一些通常用循环写的算法改用递归函数来写,而无堆栈溢出的风险。 当一个函数用 tailrec 修饰符标记并满足所需的形式时,编译器会优化该递归,留下一个快速而高效的基于循环的版本:

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val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15

tailrec fun findFixPoint(x: Double = 1.0): Double
= if (Math.abs(x - Math.cos(x)) < eps) x else findFixPoint(Math.cos(x))

这段代码计算余弦的不动点(fixpoint of cosine),这是一个数学常数。 它只是重复地从 1.0 开始调用 Math.cos,直到结果不再改变,对于这里指定的 eps 精度会产生 0.7390851332151611 的结果。最终代码相当于这种更传统风格的代码:

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val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15

private fun findFixPoint(): Double {
var x = 1.0
while (true) {
val y = Math.cos(x)
if (Math.abs(x - y) < eps) return x
x = Math.cos(x)
}
}

要符合 tailrec 修饰符的条件的话,函数必须将其自身调用作为它执行的最后一个操作。在递归调用后有更多代码时,不能使用尾递归,并且不能用在 try/catch/finally 块中。目前在 Kotlin for JVM 与 Kotlin/Native 中支持尾递归。