跟踪递归调用

Question

我正在学习递归的概念，为了实践我的知识，我编写了以下程序。

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int c = 0;

int add(int a) {
  if (a == 0) {
    return c;
  }
  c = c + 1;
  add(a - 1);
  cout << "Hello";
}

int main() {
  int x = add(6);
  cout << "Final " << x;
}

它产生了这个输出，这不是我所期望的：

HelloHelloHelloHelloHelloHelloFinal 5134464

为什么当a==0条件满足时程序没有终止，而是将最终结果返回给主函数？

不是那样，而是打印"Hello" 6 次，但输出语句在递归调用之后。

为什么递归调用后的代码还是会执行多次？

我预计它永远不会被执行。

我仍在尝试了解递归的工作原理，所以我想知道这里到底发生了什么。

Answer 1

posted 函数的主要问题是它有undefined behavior。

int add(int a) {     // Note that this function is supposed to return an int.
  if (a == 0) {
    return c;        // <- Ok, recursion stopped, first exit point.
  }
  // else 
  c = c + 1;
  add(a - 1);        // Recursive call. When it returns, the execution continue
                     // from here, it does not jump diretly back to main.
                     // That's exactly what would happen if instead of `add`
                     // here, there were a call to another function, say `foo(a-1);`
                     // You would expect the excution to continue after it, don't you?
  cout << "Hello"; 

  // Here a return statement is missing (second exit point) => UB
  // The strange number you see in the output is a result of that. Maybe 
  // return c; 
}

程序执行时你看到的类似于

使用参数 6 调用 add() 使用参数 5 调用 add() 使用参数 4 调用 add() 使用参数 3 调用 add() 使用参数 2 调用 add() 使用参数 1 调用 add() 使用参数 0 调用 add() 返回 0 打印“你好” 返回垃圾（忽略） 打印“你好” 返回垃圾（忽略） 打印“你好” 返回垃圾（忽略） 打印“你好” 返回垃圾（忽略） 打印“你好” 返回垃圾（忽略） 打印“你好” 返回垃圾，存储在 x 打印“Final”以及 x 中的任何内容

Answer 2

拇指规则：递归函数中的返回语句最好是函数的最后一条语句

你看，你正在返回c，但你没有将它存储在任何地方！

我相信这是您正在寻找的代码：

#include <iostream>

void practiceRecursion(const int& a, int& c) {
    if (a != 0) {
        c++;
        practiceRecursion(a-1, c);
    }
}

int main() {
    int a = 6;
    int c = 0;
    practiceRecursion(a, c);
    // whatever you wish to do with c
    return 0;
}