递归调用函数时如何阻止bash创建子shell答案

【问题标题】：How to stop bash from creating subshells when recursively call a function递归调用函数时如何阻止bash创建子shell
【发布时间】：2023-04-03 08:10:01
【问题描述】：

这是一个计算阶乘的简单 shell 函数。

#!/bin/bash

function factorial()
{
   if (( $1 < 2 ))
   then
     echo 1
   else
     echo $(( $1 * $(factorial $(( $1 - 1 ))) ))
   fi
}

factorial $1

但我发现当输入非常大时，该脚本会创建许多子 shell。它没有必要也没有效率。有什么方法可以调用递归函数而不创建新的子shell？

我的目标不是如何在 shell 中编写阶乘函数，而是如何在调用递归定义的函数时避免创建子 shell。

事实上，即使是简单的函数调用也会导致创建子shell：

#!/bin/bash

function fac0() {
  ps >> log
  echo $1
}

function fac1() {
  ps >> log
  echo $(( $1 * $(fac0 $(( $1 - 1 ))) ))
}

touch log
fac1 $1

运行脚本后，log 文件的内容是：（它仍然会创建子 shell）

  PID TTY          TIME CMD
 9205 pts/8    00:00:00 bash
 9245 pts/8    00:00:00 call_subshell.s
 9247 pts/8    00:00:00 ps
  PID TTY          TIME CMD
 9205 pts/8    00:00:00 bash
 9245 pts/8    00:00:00 call_subshell.s
 9248 pts/8    00:00:00 call_subshell.s
 9249 pts/8    00:00:00 ps

由于子外壳创建，存在其他不需要的方面。

#!/bin/bash

declare -i i
i=0

function factorial() {
   i=$(($i + 1))
   if (( $1 < 2 ))
   then
     echo 1
   else
     local c=$(( $1 - 1 ))
     echo $(( $1 * $(factorial $c) ))
   fi
}

factorial $1
echo $i

无论参数是多少，此脚本都会打印$i=1！

【问题讨论】：

命令替换总是启动一个新的子shell；你无法改变它。
函数调用不创建子shell。手册说：“函数在当前 shell 的上下文中执行；没有创建新的进程来解释它们”。但是，您使用“$(...)”。
根据手册，确实如此。但是当我不小心尝试计算“阶乘 500”时，我也很惊讶，系统监视器显示了很长的子进程列表。
请注意，使用$(…) 需要子shell（但$((…)) 不需要）。

标签： bash shell recursion process

【解决方案1】：

避免递归：

#!/bin/bash
factorial() {
    local f=1
    for ((i=2; i<=$1; i++)) ; do
        (( f *= i ))
    done
    echo $f
}

factorial $1

子shell 是由于命令替换而产生的。使用“参数作为结果”的方式来避免它：

#!/bin/bash

# set -xv

factorial() {
    # echo $BASH_SUBSHELL
    if [[ $2 ]] ; then
        if (( $2 == 1 )) ; then
            echo $1
        else
            factorial $(( $1 * $2 )) $(( $2 - 1 ))
        fi
    else
        factorial $1 $(( $1 - 1 ))
    fi
}

factorial $1

【讨论】：

谢谢，但我的目标不是如何在shell中编写阶乘函数，而是在调用递归定义的函数时如何避免创建子shell。
你的回答很棒。但是，根据您的“子shell是由于命令替换而产生的。使用“作为结果的参数”的方式来避免它”，似乎shell脚本注定要创建子shell并且当它有模式时相对较慢比如“$(function args...)”或“$(command args...)”。 shell编程真可惜。 (:-
@TorosFanny：是的，对于编程，使用 programming 语言。例如，Perl 与 bash 非常相似。

【解决方案2】：

只需将计算与函数调用分开并使用'let'内置函数。如果参数中有命令，请使用内置的“eval”而不是 $()。也许没有那么优雅，但避免了子shell。

if [[ $2 ]] ; then
    if (( $2 == 1 )) ; then
        echo $1
    else
        let "p1=$1*$2"
        let "p2 = $2-1"
        factorial $p1 $p2
    fi
else
    let "p2 = $1-1"
    factorial $1 $p2
fi

【讨论】：