尾递归
2025年3月18日大约 2 分钟
尾递归
尾递归,即在函数尾位置调用自身(或是一个尾调用本身的其他函数等等)。尾递归也是递归的一种特殊情形。尾递归是一种特殊的尾调用,即在尾部直接调用自身的递归函数
尾递归在普通尾调用的基础上,多出了2个特征:
- 在尾部调用的是函数自身
- 可通过优化,使得计算仅占用常量栈空间
在递归调用的过程当中系统为每一层的返回点、局部量等开辟了栈来存储,递归次数过多容易造成栈溢出
这时候,就可以使用尾递归,即一个函数中所有递归形式的调用都出现在函数的末尾,对于尾递归来说,由于只存在一个调用记录,所以永远不会发生"栈溢出"错误
实现一下阶乘,如果用普通的递归,如下:
function factorial(n) {
if (n === 1) return 1;
return n * factorial(n - 1);
}
factorial(5) // 120
调用栈
factorial(5)
5 * factorial(4)
5 * (4 * factorial(3))
5 * (4 * (3 * factorial(2)))
5 * (4 * (3 * (2 * factorial(1))))
5 * (4 * (3 * (2 * 1))) // 回溯开始计算
如果n等于5,这个方法要执行5次,才返回最终的计算表达式,这样每次都要保存这个方法,就容易造成栈溢出,复杂度为O(n)
如果我们使用尾递归,则如下:
function factorial(n, total) {
if (n === 1) return total;
return factorial(n - 1, n * total);
}
factorial(5) // 120
调用栈
factorial(5, 1) → factorial(4, 5)
factorial(4, 5) → factorial(3, 20)
factorial(3, 20) → factorial(2, 60)
factorial(2, 60) → factorial(1, 120)
factorial(1, 120) → return 120
可以看到,每一次返回的就是一个新的函数,不带上一个函数的参数,也就不需要储存上一个函数了。尾递归只需要保存一个调用栈,复杂度 O(1)
应用场景
数组求和
function sumArray(arr, total) {
if(arr.length === 1) {
return total
}
return sum(arr, total + arr.pop())
}
使用尾递归优化求斐波那契数列
function factorial2 (n, start = 1, total = 1) {
if(n <= 2){
return total
}
return factorial2 (n -1, total, total + start)
}
数组扁平化
let a = [1,2,3, [1,2,3, [1,2,3]]]
// 变成
let a = [1,2,3,1,2,3,1,2,3]
// 具体实现
function flat(arr = [], result = []) {
arr.forEach(v => {
if(Array.isArray(v)) {
result = result.concat(flat(v, []))
}else {
result.push(v)
}
})
return result
}
数组对象格式化
let obj = {
a: '1',
b: {
c: '2',
D: {
E: '3'
}
}
}
// 转化为如下:
let obj = {
a: '1',
b: {
c: '2',
d: {
e: '3'
}
}
}
// 代码实现
function keysLower(obj) {
let reg = new RegExp("([A-Z]+)", "g");
for (let key in obj) {
if (obj.hasOwnProperty(key)) {
let temp = obj[key];
if (reg.test(key.toString())) {
// 将修改后的属性名重新赋值给temp,并在对象obj内添加一个转换后的属性
temp = obj[key.replace(reg, function (result) {
return result.toLowerCase()
})] = obj[key];
// 将之前大写的键属性删除
delete obj[key];
}
// 如果属性是对象或者数组,重新执行函数
if (typeof temp === 'object' || Object.prototype.toString.call(temp) === '[object Array]') {
keysLower(temp);
}
}
}
return obj;
};